Brevet FR2861860A1 — publié le 20050506

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de gestion d'une unité d'entraînement selon lequel on prédéfinit une valeur de consigne pour la grandeur de sortie de l'unité d'entraînement. Etat de la technique On connaît déjà des procédés de gestion d'une unité d'entraînement selon lesquels on prédéfinit une valeur de consigne de la grandeur de sortie de l'unité d'entraînement. Dans le cas d'une unité d'entraînement équipant par exemple un véhicule automobile et comprenant un moteur à combustion interne, on ne peut pas générer un couple de niveau faible quelconque mais il existe une plage de couple entre la coupure de poussée pour laquelle il n'y a absolument pas le moindre couple sans injection de carburant et le fonctionnement avec un couple pour une injection minimale de carburant nécessaire au fonctionnement du moteur à combustion interne. Dans le cas d'un fonctionnement avec un régulateur de vitesse de déplacement, il faut éviter une commutation fréquente entre le fonctionnement de l'unité d'entraînement avec coupure de poussée et son fonctionnement avec injection minimale de carburant car les variations brusques de couple qui en résultent engendrent des secous- ses perçues de manière gênante par le conducteur du véhicule. Pour éviter une telle alternance fréquence de commutation on utilise une hystérésis dépendant de la vitesse. En fonctionnement normal, lorsque la vitesse réelle du véhicule correspond sensiblement à la vitesse de consigne, la coupure de poussée est interdite. Dans un tel état de fonctionnement, le couple minimum réglable correspond au couple pour l'injection minimale de carburant. Si la différence entre la vitesse réelle et la vitesse de consigne dépasse un seuil prédéfini, on libère la coupure de coupe et le couple minimum réglable passe sur le plus petit couple en valeur absolue sans injection de carburant. Pour éviter une alternance fréquence de commu- tation, le seuil prédéfini est en général chargé avec des différences de vitesse relativement importantes de sorte que la coupure de poussée ne devient active que si par exemple en cas de descente, on dépasse de manière significative la vitesse de consigne. Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne un procédé du type ci-dessus, caractérisé en ce qu'on libère une coupure de poussée de l'unité d'entraînement dès que la valeur de consigne de la grandeur de sortie passe en dessous d'une valeur caractéristique pour la coupure de poussée. Le procédé selon l'invention de gestion d'une unité d'entraînement tel que défini ci-dessus a l'avantage que de cette manière, en cas de véhicule entraîné par l'unité d'entraînement, la libération de la coupure de poussée ne se fera plus en fonction de la vitesse mais en fonction de la grandeur de sortie de l'unité d'entraînement. En général, celle-ci conduit à une libération anticipée de la coupure de poussée et ainsi à un faible dépassement de la vitesse de consigne. Cela permet de réaliser un compromis entre d'une part le fait d'éviter une alternance trop fréquente de commutation entre le fonctionnement de l'unité d'entraînement avec coupure de poussée et le fonctionnement de l'unité d'entraînement avec injection minimale de carburant et d'autre part on évite de dépasser trop fortement la vitesse de consigne. On évite ainsi un dépassement significatif, gênant de la vitesse de consigne. Il est particulièrement avantageux de choisir comme valeur caractéristique, une valeur réelle minimale comme grandeur de sortie atteinte avec la coupure de poussée. De cette manière, la coupure de poussée ne sera libérée que si la valeur de consigne de la grandeur de sortie est également atteinte lorsque l'unité d'entraînement fonctionne avec couple de poussée. Cela permet de libérer la coupure de poussée aussi tôt que possible. Il est également avantageux que la valeur caractéristique soit un seuil choisi en dessous d'une valeur réelle minimale atteinte avec la coupure de poussée par la grandeur de sortie. De cette manière, la libération de la coupure de poussée sera retardée par rapport à l'instant le plus tôt possible de sa conversion ce qui donne une hystérésis et évite ainsi une fréquente commutation entre le mode de fonctionnement de l'unité d'entraînement avec coupure de poussée et fonctionnement de l'unité d'entraînement avec injection minimale de carburant, pour un appareil de poids élevé. Il est également avantageux que la valeur de consigne de la grandeur de sortie soit prédéfinie par un régulateur de vitesse. Dans ce cas également si le conducteur du véhicule entraîné par l'unité d'entraînement, lorsque le régulateur de vitesse est activé, ne peut con- tourner la plage entre un fonctionnement de l'unité d'entraînement avec circuit de coupure de poussée et un fonctionnement de l'unité d'entraînement avec injection minimale de carburant par défaut d'actionnement de la pédale d'accélérateur, on garantit que cette zone ne sera traversée que très rarement évitant ainsi des secousses fréquentes. Il est également avantageux que lorsque la valeur de consigne de la grandeur de sortie dépasse la valeur caractéristique de la cou- pure de poussée et passe en dessous d'une valeur minimale pour la grandeur de sortie sans coupure de poussée, on règle la grandeur de sortie sur la valeur minimale de la grandeur de sortie sans coupure de poussée. On garantit ainsi que la grandeur de sortie prenne des valeurs définies à la limite de la plage entre le fonctionnement de l'unité d'entraînement avec circuit de coupure de poussée et sans fonctionne-ment de l'unité d'entraînement avec injection minimale de carburant. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans les-15 quels: la figure 1 est un schéma par blocs d'une unité d'entraînement d'un véhicule, la figure 2 montre un ordinogramme d'un exemple de réalisation du procédé de l'invention; la figure 3a montre un diagramme de la vitesse du véhicule en fonction du temps; - la figure 3b montre un diagramme du couple en fonction du temps pour expliciter le fonctionnement du procédé de l'invention. Description des modes de réalisation de l'invention Selon la figure 1, une unité d'entraînement 1 est associée à un véhicule. L'unité d'entraînement 1 se compose d'un moteur à combustion interne 10 tel qu'un moteur à essence ou un moteur diesel. A titre d'exemple, on supposera dans la suite de la description que le moteur à combustion interne 10 est un moteur à essence. L'unité d'entraînement 1 comprend en outre une commande de moteur 15. La commande de moteur 15 reçoit une grandeur de consigne d'une grandeur de sortie de l'unité d'entraînement 1 fournie par un régulateur de vitesse de déplace-ment 5. La grandeur de sortie est par exemple le couple ou la puissance ou encore une grandeur déduite des deux grandeurs indiquées ci-dessus. A titre d'exemple, on supposera ci-après que la grandeur de sortie est le couple. Il s'agit du couple indexé fourni par le moteur à combustion interne 10. En variante, il peut également s'agir du couple de sortie de la transmission ou du couple de roue du véhicule. A titre d'exemple on supposera dans la suite de la description que le couple est le couple indexé. Le régulateur de vitesse de déplacement 5 défini pour la commande de moteur 15 une valeur de consigne Mcons pour le couple à indexer. La commande de moteur 15 fixe cette valeur de consigne Mcons pour le couple à indexer d'une manière connue du spécialiste par un réglage approprié de l'alimentation en air par exemple à l'aide du volet d'étranglement ou encore par le réglage approprié de l'instant de l'allumage et/ou par le réglage approprié de la dose de carburant injectée et/ou la durée de l'injection. La valeur de consigne Mcons du couple indexé sera appelée ci-après également couple de consigne. La commande de moteur 15 reçoit en outre les signaux d'entrée 20. Les signaux d'entrée 20 sont les signaux définissant l'état de l'unité d'entraînement 1 ou du moteur à combustion interne 10. Les signaux d'entrée 20 peuvent être par exemple des signaux correspondants à la température du moteur, au débit massique d'air alimentant le moteur à combustion interne 10, la pression dans la conduite d'aspiration, de la vitesse de rotation du moteur (régime), de la teneur en oxygène des gaz d'échappement, du taux de réintroduction des gaz d'échappement ou de n'importe quel autre paramètre de fonctionnement de l'unité d'entraînement 1 ou du moteur à combustion interne 10. Cela permet de déterminer dans la commande de moteur 15 et à l'aide des signaux d'entrée 20, l'état de fonctionnement de l'unité d'entraînement 1 ou du moteur à combustion interne 10. La commande de moteur 15 peut recevoir non seulement le couple de consigne Mcons de la régulation de vitesse de déplacement 5 mais également d'autres demandes de couple de consigne correspondant à d'autres fonctions du véhicule comme par exemple le système anti-blocage, la commande de la boîte de vitesses, la régulation du patinage à l'entraînement, la régulation de ralenti, la fonction anti-secousse ou des systèmes analogues. La commande de moteur 15 assure la coordination des demandes de couples de consigne pour for- mer un couple de consigne résultant destiné à être converti par le réglage de l'alimentation en air, de l'allumage et/ou de l'injection de carburant. On supposera dans la suite que le couple de consigne résultant correspond au couple de consigne Mcons du régulateur de vitesse de déplacement 5. Pour cela, le régulateur de vitesse de déplacement 5 reçoit d'un capteur de vitesse de déplacement non représenté à la figure 1 ou d'un dispositif de modélisation de la vitesse de déplacement, une valeur réelle Vréel de la vitesse de déplacement. Cette valeur sera également appelée ci-après valeur réelle Vréel. De plus, le régulateur de vitesse de dé- placement 5 reçoit d'une unité de service non représentée à la figure 1, une valeur de consigne Vcons de la vitesse de déplacement du véhicule. Cette valeur de consigne sera également appelée ci-après vitesse de consigne Vcons. L'unité de service peut être constituée par exemple par le levier s ou le bouton d'actionnement du régulateur de vitesse installé sur la colonne de direction du véhicule. Le régulateur de vitesse de déplacement 5 forme alors le couple de consigne Mcons pour minimiser toute déviation entre la vitesse réelle Vréel et la vitesse de consigne Vcons. L'invention prévoit que la commande de moteur 15 forme une valeur caractérisant un circuit de coupure de poussée du moteur à combustion interne 10. Cette valeur de consigne est comparée à la grandeur de sortie de l'unité d'entraînement 1. C'est pourquoi on utilise avantageusement une valeur de couple pour la valeur à caractériser. A partir des grandeurs d'entrée 20, la commande de moteur 15 détermine ainsi la valeur du couple caractéristique de l'état de fonctionnement actuel de l'unité d'entraînement 1 ou du moteur à combustion interne 10 pour le circuit de coupure de poussée c'est-à-dire le couple indexé le plus petit en valeur absolue que l'on obtient sans injection de carburant. Il peut être par exemple enregistré dans un champ de caractéristiques selon l'état de fonctionnement de l'unité d'entraînement 1 ou du moteur à combustion interne 10 et ainsi en fonction des grandeurs d'entrée 20. Le champ de caractéristiques est enregistré dans la commande de moteur 15 et peut se déterminer au préalable sur un banc d'essai. Le couple indexé le plus petit en valeur absolue que l'on peut obtenir sans injection de carburant et avec coupure de la poussée sera appelé ci-après premier couple minimum Mminl. Dès que le couple de consigne Mcons du régulateur de vitesse de déplacement 5 passe en dessous du premier couple minimum Mmin 1, on libère le circuit de coupure de poussée. En variante du couple indexé le plus petit en valeur absolue que l'on peut obtenir en coupant la poussée sans injection de carburant, on peut sélectionner comme valeur caractéristique de la coupure de la poussée également un seuil inférieur au plus petit couple indexé, en va- leur absolue que l'on peut atteindre sans injection de carburant. Pour ce- la, on peut choisir ce seuil pour qu'il se situe à une distance prédéterminée du couple indexé le plus petit en valeur absolue que l'on peut atteindre sans injection de carburant. Ce seuil peut alors être enre- gistré de façon analogue au mode de réalisation décrit ci-dessus dans un champ de caractéristiques en relation avec l'état de fonctionnement actuel de l'unité d'entraînement 1 ou du moteur à combustion interne 10. Dès que le couple de consigne Mcons du régulateur de vitesse de déplacement 5 passe en dessous du seuil, la coupure de la poussée est libérée. En fonction des grandeurs d'entrée 20 et de l'état de fonc- tionnement de l'unité d'entraînement 1 ou du moteur à combustion in-terne 10, la commande de moteur 15 détermine un second couple minimum Mmin2. Le second couple minimum Mmin2 caractérise le fonctionnement du moteur à combustion interne 10 sans coupure de poussée. Le second couple minimum Mmin2 est le couple indexé minimum que l'on obtient lorsque l'unité d'entraînement 1 ou le moteur à combustion in- terne fonctionne sans coupure de poussée. Ce second couple minimum Mmin2 est obtenu par exemple si l'on règle la dose minimale de carburant à injecter ou alimentation de carburant pour le fonctionnement du moteur à combustion interne 10. Le second couple minimum Mmin2 peut se dé- terminer à l'aide d'un champ de caractéristiques en fonction des grandeurs d'entrée 20; ce champ de caractéristiques peut également se régler sur un banc d'essai ou être enregistré dans la commande de moteur 15. En variante on peut également modéliser le premier couple minimum Mminl et/ou le second couple minimum Mmin2 à partir des grandeurs d'entrée 20, c'est-à-dire calculer ces couples. La détermination du premier couple minimum Mmin 1 et celle du second couple minimum Mmin2 décrite notamment en fonction du champ de caractéristiques ne sera pas détaillée ici. Si le couple de consigne Mcons du régulateur de vitesse 5 dépasse vers le haut le premier couple minimum Mmin 1 et vers le bas le second couple minimum Mmin2, il ne peut être converti car on se trouve alors entre le fonctionnement de l'unité d'entraînement 1 ou du moteur à combustion interne 10 avec coupure de la poussée de fonctionnement de l'unité d'entraînement 1 ou du moteur à combustion interne sans coupure de poussée et alimentation minimale en carburant. Dans ce cas la commande de moteur 15 convertit le second couple minimum Mmin2. Le procédé selon l'invention sera décrit ci-après à titre d'exemple à l'aide de l'ordinogramme représenté à la figure 2. En activant le régulateur de vitesse de déplacement 5 par exemple à l'aide d'une unité de manoeuvre comme le levier du régulateur de vitesse évoqué ci-dessus on lance le programme. Au point de programme 100, la commande de moteur 15 enregistre le couple de consigne Mcons du régulateur de vitesse 5. La commande de moteur 5 détermine alors de la manière décrite, le couple résultant qui doit correspondre dans cet exemple au couple de consigne Mcons du régulateur de vitesse de déplacement 5. Cela n'est toutefois pas indispensable pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Au con- traire, le procédé selon l'invention peut se réaliser de la même manière pour n'importe quel couple de consigne résultant différent du couple de consigne fixé par le régulateur de vitesse de déplacement 5. Ensuite on passe au point de programme 105. Au point de programme 105, la commande de moteur 15 détermine de la manière décrite et à l'aide des champs de caractéristiques correspondants, le premier couple minimum Mmin 1 et le second couple minimum Mmin2. Ensuite on passe au point de programme 110. Au point de programme 110, la commande de moteur 15 détermine si le couple de consigne Mcons du régulateur de vitesse 5 est inférieur au second couple minimum Mmin2. Si cela est le cas, on passe au point de programme 115. Dans le cas contraire, on passe au point de programme 130. Au point de programme 115, la commande de moteur 15 vérifie si le couple de consigne Mcons du régulateur de vitesse 5 est infé- rieur au premier couple minimum Mmin 1. Suivant une variante de réalisation, la commande de moteur 15 vérifie au point de programme 115 si le couple de consigne Mcons du régulateur de vitesse 15 est inférieur au seuil qui se situe à une distance prédéterminée en dessous du premier couple minimum Mmin 1. Si cette condition est remplie au point de pro- gramme 115, on passe au point de programme 120. Dans le cas contraire, on passe au point de programme 135. Au point de programme 120, la commande de moteur 15 libère le circuit de coupure de poussée. Cela signifie que la commande de moteur 15 peut par exemple couper l'alimentation en carburant pour rap- procher sa vitesse réelle Vréel de la vitesse de consigne Vcons. Ensuite, on passe au point de programme 125. Au point de programme 130, la commande de moteur 15 quitte la conversion totale du couple de consigne Mcons du régulateur de vitesse de déplacement 5. Ensuite on passe au point de programme 125. Au point de programme 135, la commande de moteur 15 assure la conversion du second couple minimum Mmin2. Ensuite on passe au point de programme 125. Au point de programme 125, la commande de moteur 15 vérifie si le régulateur de vitesse 5 est encore activé. Si cela est le cas, on revient au point de programme 100. Dans le cas contraire, on quitte le programme. La figure 3a montre à titre d'exemple l'évolution de la vitesse v du véhicule en fonction du temps (chronogramme de la vitesse). La figure 3b montre à titre d'exemple l'évolution correspondante (chrono-gramme) du couple indexé M en fonction du temps t. Dans l'exemple de la figure 3, la vitesse de consigne Vcons est prédéfinie de manière constante en fonction du temps t. La vitesse réelle Vréel est tout d'abord inférieure à la vitesse de consigne Vcons. La vitesse réelle Vréel augmente toutefois tout d'abord avec le temps t en direction de la vitesse de consigne Vcons. C'est pourquoi le couple de consigne Mcons demandé par le régulateur de vitesse de déplacement 5 diminue tout d'abord et avec le couple de consigne, le couple réel Mréel qui résulte de la conversion du couple de consigne Mcons par le réglage approprié de l'alimentation en air, de l'allumage et/ou de l'injection de carburant. A un premier instant t1, le couple de consigne Mcons coupe la première fois le second couple minimum Mmin2. Le couple réel Mréel ne peut ainsi plus être asservi sur le couple de consi- gne Mcons et c'est pourquoi il reste fixé sur le second couple minimum Mmin2. A un second instant t2 postérieur au premier instant tl, le couple de consigne Mcons passe en dessous du premier couple minimum Mminl. C'est pourquoi au second instant t2, la commande de moteur 15 libère la coupure de poussée. C'est pourquoi de manière idéale, à partir du second instant t2, le couple réel Mcons se règle sur le premier couple minimum Mmin 1 et reste fixé sur cette valeur. Entre le premier instant t 1 et le second instant t2, la vitesse réelle Vréel dépasse la vitesse de consigne Vcons. Du fait du réglage du premier couple minimum Mmin 1 pour le couple réel Mcons, la vitesse réelle Vréel après passage de son maximum se rapproche de nouveau de la vitesse de consigne Vcons. C'est pourquoi au troisième instant t3 après le second instant t2, le couple de consigne Mcons peut de nouveau dépasser le premier couple minimum Mmin 1. Il en résulte qu'au troisième instant t3, on neutralise de nouveau la coupure de poussée et on relève le couple réel Mcons sur le second couple mini- mum Mmin2 et on le maintient à ce niveau jusqu'au quatrième instant t4 qui suit le troisième instant t3; à. cet instant t4, le couple de consigne Mcons dépasse de nouveau le second couple minimum Mréel. Ainsi, à partir du quatrième instant t4, le couple réel Mréel pourra de nouveau suivre d'une manière non limitée le couple de consigne Mcons. La vitesse réelle Vréel diminue alors entre le troisième instant t3 et le quatrième instant t4 et passe sous la vitesse de consigne Vcons. La figure 3b montre en trait interrompu le seuil sw en des- sous duquel il faut passer selon une variante de réalisation pour libérer la coupure de poussée. Ce seuil se situe à la distance prédéterminée A en dessous du premier couple minimum Mmin 1. En fonction de cela, on libère la coupure de poussée en utilisant le seuil sw seulement après le second instant t2 et on neutralise de nouveau cette coupure avant le troisième instant t3 car selon l'exemple de la figure 3b, le couple de consigne Mcons ne passe sous le seuil sw qu'après le second instant t2 et il remonte au-dessus de celui-ci dès avant le troisième instant t3. Le procédé selon l'invention garantit que la coupure de poussée sera libérée à un instant auquel le régulateur de vitesse de dépla- cernent 5 demande de manière correspondante le faible couple de consigne Mcons. Cela garantit que la coupure de poussée se fait d'une manière aussi tôt que possible par exemple dans les descentes et que le dépasse- ment de la vitesse de consigne Vcons par la vitesse réelle Vréel soit aussi réduit que possible. Un autre avantage du procédé de l'invention réside dans la prise en compte de la relation entre le rapport de vitesse utilisé et l'évaluation du couple électrique. Pour une démultiplication élevée dans un petit rapport, le couple de consigne Mcons demandé par le régulateur de vitesse 5 diminuera plus lentement que pour une démultiplication faible dans un rapport de vitesse élevé. Ainsi il faut plus de temps dans le cas d'une démultiplication élevée dans un petit rapport de vitesse pour que le premier couple minimum Mminl ou le seuil sw soit dépassé vers le bas par le couple de consigne Mcons du régulateur de vitesse de déplace-ment 5 et que la coupure de poussée soit libérée. Cet effet est souhaitable et se traduit par une libération plus rare de la coupure de poussée aux démultiplications élevées lorsque la secousse de la coupure de poussée est perceptible de manière significative pour le conducteur. 2861860 10 REVENDICATIONS 1 ) Procédé de gestion d'une unité d'entraînement (1) selon lequel on pré-définit une valeur de consigne pour la grandeur de sortie de l'unité d'entraînement (1), caractérisé en ce qu' on libère une coupure de poussée de l'unité d'entraînement (1) dès que la valeur de consigne de la grandeur de sortie passe en dessous d'une valeur caractéristique pour la coupure de poussée. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme valeur caractéristique on sélectionne une valeur réelle minimale atteinte par la grandeur de sortie en cas de coupure de poussée. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur caractéristique est un seuil choisi en dessous d'une valeur réelle minimale atteinte par la grandeur de sortie lorsqu'on coupe la poussée. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'entraînement (1) assure l'entraînement d'un véhicule. 5 ) Procédé selon la revendication 4, 25 caractérisé en ce que la valeur de consigne de la grandeur de sortie est prédéfinie par un régulateur de vitesse de déplacement (5). 6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque la valeur de consigne de la grandeur de sortie dépasse la valeur caractéristique de la coupure de poussée et passe en dessous d'une valeur minimale pour la grandeur de sortie sans coupure de poussée, on règle la grandeur de sortie sur la valeur minimale de la grandeur de sortie sans coupure de poussée. 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'entraînement (1) comporte un moteur à combustion interne (10). 8 ) Procédé selon la revendication 7 combinée à la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que la valeur réelle minimale pour la coupure de poussée est atteinte sans alimentation en carburant. 9 ) Procédé selon la revendication 7 ou 8 en liaison avec la revendication io 6, caractérisé en ce qu' la valeur minimale de la grandeur de sortie sans coupure de poussée est atteinte lorsque le moteur à combustion interne (10) fonctionne avec l'alimentation minimale requise en carburant. 10 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur de sortie est un couple ou une puissance.