Brevet FR2828713A1 — publié le 20030221

dans ledit réacteur (1). DESCRIPTION La présente invention se rapporte d'une fa,con générale à des systèmes de commande destinés à des moteurs à combustion interne, et plus particulièrement, à un système électronique dynamique d'anticipation de position du papillon des gaz. De nombreuses commandes de papillons des gaz de véhicule à moteur connues précédemment comportent une liaison physique directe entre une pédale d'accélérateur et le corps du papillon des gaz de sorte que la plaque du papillon des gaz est tirée en position ouverte par le cable d'accélérateur lorsque le conducteur appuie sur la pédale. La liaison mécanique directe comprend une sollicitation qui par défaut met la liaison à une position de fonctionnement réduite connue également sous le nom de ralenti, d'une manière cohérente avec les réglages. Néanmoins, de tels mécanismes sont souvent simples et incapables d'adapter le rendement du carburant ou de minimiser les émissions réglementées ou d'améliorer le comportement routier en fonction des conditions de déplacement changeantes, et ajoutent un poids et des composants signif catifs au véhicule à moteur. Une commande en variante destinée à améliorer la commande du papillon des gaz et l'introduction effcace des mélanges carburant-air 2 o dans les cylindres du moteur est présentée par des commandes électroniques de papillon des gaz. La commande électronique de papillon des gaz comprend une unité de commande de papillon des gaz qui positionne la plaque de papillon des gaz grâce à un actionneur commandé par un microprocesseur sur la base de l'entrce d'un capteur. Les processeurs sont 2 5 souvent compris en tant que partie d'une commande électronique de groupe motopropulseur qui peut ajuster l'admission de carburant et d'air ainsi que l'allumage en réponse à des conditions changeantes de fonctionnement du véhicule de même qu'en réponse à une commande de l'opérateur. Une protection peut étre prévue de sorte qu'un système électronique n'interprète pas ou ne répercute pas incorrectement la commande et de sorte qu'un fonctionnement non prévu soit évité lorsque des parties de la commande électronique rencontrent une panne. L'unité de commande de papillon des gaz qui positionne la plaque de papillon des gaz doit accélérer et décélérer une masse avec un couple de sorte qu'une position donnée soit atteinte. Une commande traditionnelle proportionnelle, intégrale et dérivée (PID) de la position de la plaque de papillon des gaz détermine l'action de commande sur la base d'un simple gain sur le terme dérivé de l'erreur de position de papillon des gaz. L'erreur de position de papillon des gaz est détermince à partir de la différence entre la commande de position de papillon des gaz et la position de papillon des gaz détectée. Ceci a un double effet. Alors que le terme dérivé de la commande PID traditionnelle s'oppose à un mouvement rapide du papillon des gaz, il procure un renforcement supplémentaire du couple durant un changement de commande de position de papillon des gaz. Normalement, ceci serait acceptable. Au lieu d'utiliser l'erreur de position de papillon des gaz, cependant, on peut avoir intérét à gérer séparément la commande de position de papillon des gaz et la position détectée de papillon des gaz. Les inconvénients associés à ces techniques de commande classiques proportionnelle, intégrale et dérivée ont mis en évidence qu'une nouvel le technique utilis ant un terme d'anticipation dynami que p our le 2 o positionnement de la plaque de papillon des gaz est nocessaire. La nouvelle technique devra procurer des performances améliorées par rapport à la commande traditionnelle proportionnelle, intégrale et dérivée. La présente invention s'intéresse à ces objectifs. C' est de ce fait un but de l' invention de réal i s er un système 2 5 d' anticipation électronique dynamique amélioré et fiab le de p os ition de papillon des gaz. Un autre but de l' invention est d' améliorer les performances en gérant séparément les signaux de commande de position de papillon des gaz et de position détectée de papillon des gaz. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de commande d'un dispositif de positionnement d'un moteur à combustion interne, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: détecter une position commandée dudit dispositif de positionnement, détecter une position lue ou palpée dudit dispositif de 3 5 positionnement, établir un terme d'anticipation dynamique sur la base de ladite position commandée, et établir une action de commande sur la base dudit terme d'anticipation dynamique. Ledit procédé peut, en outre, comprendre une ou plusieurs des étapes suivantes, à savoir: - l'étape consistant à valider ledit terme d'anticipation dynamique pour un premier changement d'échelon ou de pas rencontré dans la commande de position de papillon des 1 0 gaz, - l'étape consistant à invalider ledit terme d'anticipation dynamique après ledit changement d'échelon de la commande de position de papillon des gaz, et/ou - l'étape consistant à revalider ledit terme d'anticipation dynamique pour un grand échelon ou pas. Avantageusement, le grand échelon comprend ou correspond à un échelon supérieur à 0,75 degré. S elon une caractéristique additionnelle de l' invention, le procédé comprend en outre l'étape consistant à revalider ledit terme d'anticipation dynamique lorsque aucun changement d'entrée d'échelon n'a lieu pendant un intervalle prédéterminé, prétérentiellement d'approximativement seize millisecondes. Selon une autre caractéristique additionnelle, le procédé comprend en outre l'étape consistant à revalider ledit terme d'anticipation 2 5 dynamique lorsqu'une entrée d'échelon demandée change de signe. C onformément aux buts de l' invention, un système d'anticipation électronique dynamique de position de papillon des gaz est. en outre, réalisé. Dans un mode de réalisation de l'invention, le procédé de commande du dispositif de positionnement d'un moteur à combustion interne comprend les étapes consistant à: prévoir un moteur électrique en vue d'actionner le dispositif de positionnement, le dispositif de positionnement appliquant un couple au dispositif de positionnement, détecter une position commandée du dispositif de positionnement, détecter une position lue du dispositif de position, établir un terme d'amortissement sur la base de la position lue, établir un terme d'anticipation dynamique sur la base de la position commandée, et établir une action de commande sur la - 4 base séparément du terme d'amortissement et du terme d'anticipation dynamique. La présente invention réalise ainsi un système amélioré d' anticipation électronique dynamique de position de papillon des gaz. La présente invention est avantageuse en ce que les performances sont améliorées par rapport à un système d'anticipation fondé sur l'erreur de position de papillon des gaz. Des avantages et des caractéristiques supplémentaires de la présente invention deviendront évidents à partir de la description qui suit, prise conjointement avec les dessins annexés. De manière à ce que l' invention puisse être bien comprise, il sera maintenant décrit certains modes de réalisation de celle-ci, donnés à titre d'exemple, en faisant rétérence aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est un schéma synoptique d'un système électronique de papillon des gaz conforme à un mode de réalisation de la présente invention, et La figure 2 est un schéma synoptique d'un système d'anticipation électronique dynamique de position de papillon des gaz conforme à un mode de réalisation de la présente invention. Dans les figures suivantes, les mêmes rétérences numériques seront utilisées pour identifier des composants identiques dans les diverses vues. La présente invention est illustrce par rapport à un système d' anticipation électronique dynamique de position de papillon des gaz, particulièrement adapté au domaine automobile. Cependant, la présente invention est applicable à diverses autres utilisations qui peuvent nécessiter des systèmes d'anticipation électronique dynamique de position de papillon des gaz. En se rétérant à la figure 1, un système de groupe motopropulseur de véhicule à moteur 10 comprenant un système de commande électronique de papillon des gaz 12 comprend une unité de commande électronique 14. Dans le mode de réalisation préléré, l'unité de commande électronique 14 comprend un module de commande de groupe motopropulseur (PCM) 16 comprenant un processeur principal et un appareil de surveillance électronique de papillon des gaz (ETM) 18 comprenant un processeur indépendant. Le module PCM et l'appareil ETM partagent des capteurs l9 et des actionneurs qui sont associés au système de - 5 - groupe motopropulseur 17 et qui commandent le module 16. De préférence, I'appareil de surveillance électronique de papillon des gaz 18 comprend un processeur situé physiquement à l'intérieur du boîtier du module de commande de groupe motopropulseur, bien qu'un botier séparé, des emplacements séparés et d'autres modes de réalisation peuvent également être employés dans la mise en pratique de l'invention. Cependant, alors que l'appareil de surveillance électronique de papillon des gaz 18 et le inodule de commande de groupe motopropulseur 16 comportent des processeurs indépendants, ils partagent les entrées et les sorties des capteurs du groupe 0 inotopropulseur 19 et des actionneurs 21 et 34, respectivement, en vue d'un traitement indépendant. Une large diversité d'entrées sont représentées sur le schéina de la figure l par la représentation simplifiée de capteurs de position de pédale redondants 20. Les capteurs 20 sont couplés par 1'intermédiaire d'entrées 22 et sont représentatifs de nombreuses commandes différentes du conducteur qui peuvent représenter la demande de puissance. En outre, l'unité de commande électronique 14 comprend des entrées 26a et 26b destinces à détecter la position de papillon des gaz. Une diversité de moyens en vue de fournir de telles indications est représentée schématiquement sur la figure 1 par un premier capteur de position de papillon des gaz 24a et un second capteur redondant de position de papillon des gaz 24b afin d'obtenir une indication de sortie de puissance. Il résulte des nombreuses entrées représentées en 19, 22, 26a et 26b, que le contrôleur électronique 14 fournit des sorties en vue de limiter la puissance de sortie de sorte que la puissance de sortie ne dépasse pas la demande de puissance. Une diversité de sorties sont également représentées schématiquement sur la figure l par l'exemple illustré d'entrées vers une unité de commande de papillon des gaz 28 qui à son tour, aliinente un actionneur et une interface notrice 30 en vue de déplacer la plaque de papillon des gaz 34. Par exemple, un actionneur et une interface peuvent comprendre des moteurs électriques d'entraînement redondants actionnant une interface d' engrenages afin de changer l' angl e de la plaque de papillon des gaz 34 dans le corps de papillon des gaz 36. De même, l'équipement sensible, à l'instar des moteurs éleckiques, peut également fournir une contre-réaction. Par exemple, le capteur de position de moteur électrique 38 ou les capteurs de position de papillon des gaz 24a et 24b peuvent fournir une contre-réaction à l'unité de - 6 commande de papillon des gaz 28, comme représenté en 37, 27a et 27b, respectivement, afin de déterminer quelles réponses alternatives sont nécessaires ou afin de conserver les informations en vue d'un entretien ou d'une réparation. L'unité de commande de papillon des gaz qui positionne la plaque de papillon des gaz doit accélérer et décélérer une masse avec un couple de telle sorte qu'une position donnée soit atteinte. Lorsque la commande de position agit en s'opposant à un couple ou à une force de sollicitation connus, cette force peut étre compensce avec un terme 0 d'anticipation. De cette manière, la commande intograle réalise moins de travail et les performances de positionnement sont améliorces. Tandis que la technique antérieure applique ce concept à un contrôleur destiné à un papillon des gaz motorisé en utilisant un terme d'anticipation sur la base de la position réelle connue également en tant que contre-réaction de position, la présente invention utilise un terme d'anticipation fondé sur la position commandée. En se référant à la figure 2, un schéma synoptique d'un système d'anticipation électronique dynamique de position de papillon des gaz conforme à un mode de réalisation de la présente invention est illustré. La 2 o présente invention réalise une amélioration par rapport à la technique antérieure en gérant séparément la position de papillon des gaz détectée et la position de papillon des gaz souhaitée au lieu de déterminer simplement un terme dérivé sur la base d'une différence entre les deux, connue en tant qu'erreur de position. La position de papillon des gaz moins la position de papillon des gaz précédente (retard unitaire) est le taux de position de papillon des gaz. La position souhaitée de papillon des gaz est également soumise à un retard unitaire afin de produire un taux souhaité de position de papillon des gaz. Le signal de taux de position de papillon des gaz détecté bruité est filtré par l'intermédiaire d'une zone morte et est multiplié par un gain (K_DAMP) afin de produire un terme d'amortissement. Ceci permet d'excellentes caractéristiques d'amortissement sans augmenter le bruit de position du au fait que le système se nourrit de son propre bruit. Un terme d'anticipation dynamique (ne devant pas étre 3 5 confondu avec un terme d' anticipati on statique, qui est toncti on de l a commande de la seule position actuelle de papillon des gaz) est établi à partir du taux de commande de position de papillon des gaz. Le terme d' anticipation dynamique est déterminé en uti lis ant une commande de taux de position de papillon des gaz multipliée par un gain (I(_OFF) combiné à une commande de taux de position de papillon des gaz multipliée par un gain (I(_OFF_SIGN) soumis à une fonction de signe. Le terme résultant a la capacité de procurer un renforcement de couple à l'élément qui est positionné afn de fournir une commande de déplacement fine nette. Un petit déplacement demandé résulte en des renforcements plus petits qu'un déplacement demandé plus grand. Par exemple, un changement de 0 commande de position de papillon des gaz d'une unité pourrait résulter en un terme d'anticipation dynamique de 2,5 volts, tandis qu'un changement de commande de position de papillon des gaz de 2 unités pourrait résulter en un terme d'anticipation dynamique de 3,0 volts. Ceci ne serait pas possible si les signaux de commande de position de papillon des gaz et de position de papillon des gaz détectée étaient additionnés comme cela est lait dans la technique antérieure. Comme décrit, la présente invention fonctionne bien pour des commandes par étapes raisonnablement séparées dans le temps. Dans la présente invention, la commande de position de papillon des gaz est mise à j our approximativement toutes les cinquante millisecondes, mais la boucle de commande est réalisée toutes les deux millisecondes. Dans une mise en oeuvre en variante, o la position de papillon des gaz est mise à jour de façon proche du taux de commande, la présente invention valide le terme d' anticipation dynamique p our le premier changement d' échelon rencontré et 2 5 invalide ensuite celui -ci après le changement de commande d'entrce d'échelon. Le système est validé à chaque fois qu'un grand échelon est rencontré (plus de 0,75 degré) ou si aucune entrée d'échelon modifiée n'a lieu pendant seize millisecondes ou si l'entrée d'échelon demandée change de signe. 3 0 La présente invention réalise ainsi un système amélioré et fiable d'anticipation électronique dynamique de position de papillon des gaz en gérant séparément les signaux de commande de position de papillon des gaz et de position de papillon des gaz détectée. D'après ce qui précède, il peut étre observé qu'il a été apporté à la technique un système nouveau et amélioré d'anticipation électronique, dynamique, de position de papillon des gaz. Il doit être compris que la 8 - description précédente du mode de réalisation préLéré est simplement illustrative de certains modes de réalisation parmi les nombreux modes de réalisation particuliers qui représentent les applications des principes de la présente invention. De facon Claire, des agencements nombreux et autres seront évidents pour l'homme de part saris s'écarter des principes de l'invention. À 9 REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un dispositif de positionnement d'un moteur à combustion interne, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: détecter une position commandée dudit dispositif de positionnement, détecter une position lue ou palpée dudit dispositif de positionnement, étab lir un terme d' anticipation dynamique sur la base de ladite position commandée, et 0 établir une action de commande sur la base dudit terme d'anticipation dynamique. 2. Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à valider ledit terme d'anticipation dynamique pour un premier changement d'échelon ou de pas rencontré dans la commande de position de papillon des gaz (34). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à invalider ledit terme d'anticipation 2 o dynamique après ledit changement d'échelon de la commande de position de papillon des gaz (34). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à revalider ledit terme d'anticipation 2 5 dynamique pour un grand échelon ou pas. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit grand échelon comprend un échelon supérieur à 0,75 degré. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à revalider ledit terme d'anticipation dynamique lorsque aucun changement d'entrée d'échelon n'a lieu pendant un intervalle prédéterminé. 7. Procédé scion la revendication 6, caractérisé en ce que ledit intervalle de temps prédéterminé est d'approximativement seize millisecondes. 8. Procédé scion la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistent à revalider ledit terme d'anticipation