Brevet FR2879526A1 — publié le 20060623

Procédé d'aide au démarrage d'un véhicule automobile et dispositif associé. La présente invention concerne un procédé d'aide au démarrage d'un véhicule automobile par apport de couple moteur lors du démarrage dudit véhicule, et un dispositif associé. L'invention concerne plus particulièrement un procédé d'aide au démarrage d'un véhicule automobile pouvant être utilisé sur tout type de véhicule équipé d'une boîte de vitesses mécanique et permettant de maîtriser le régime de fonctionnement du moteur, lors du démarrage du véhicule, afin d'obtenir un agrément de conduite particulièrement satisfaisant. On entend par démarrage du véhicule , la transition d'un état où la vitesse du véhicule est nulle et la boîte de vitesses est débrayée, à un état où la vitesse du véhicule est non nulle et la boîte de vitesses est embrayée. A l'heure actuelle, afin d'améliorer la sensation de confort lors de la mise en mouvement du véhicule automobile à partir d'une position d'arrêt, on cherche à diminuer au maximum les ruptures dans la continuité du mouvement d'avance du véhicule. De telles ruptures peuvent être provoquées par la hausse du poids général des véhicules et par l'augmentation du volume du collecteur du moteur dégradant sensiblement le couple du moteur, en terme de temps de réponse. A cet effet, on connaît un procédé d'aide au démarrage d'un véhicule automobile dans lequel, après avoir détecté une vitesse de véhicule non nulle et un régime moteur décroissant, on calcule une consigne de régime de fonctionnement du moteur, et on applique, sur le couple moteur mesuré, un gain multiplicatif en fonction de l'écart entre la consigne de régime de fonctionnement du moteur et le régime de fonctionnement du moteur mesuré. Un tel procédé d'aide au démarrage présente l'inconvénient de ne pas permettre une compensation précise du couple moteur à apporter, générant une diminution de la progressivité de la pédale d'embrayage, ce qui engendre une difficulté pour le conducteur pour réaliser un démarrage sans discontinuité. La présente invention a donc pour but de remédier à cet inconvénient et de prévoir un procédé d'aide au démarrage d'un véhicule automobile par apport de couple moteur permettant d'obtenir un agrément de conduite optimal. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'aide au démarrage d'un véhicule automobile par apport de couple moteur lors du démarrage dudit véhicule, comprenant les étapes au cours desquelles: on déterminer des paramètres aptes à détecter le démarrage du véhicule automobile, on calcule une consigne de régime de fonctionnement du moteur à partir d'un paramètre apte à détecter la volonté du conducteur, - on détermine un couple d'assistance au démarrage à partir de la consigne de régime de fonctionnement, et - on utilise le couple d'assistance lors du passage du véhicule d'une vitesse nulle à une vitesse non nulle. Avec un tel procédé d'aide au démarrage, il devient ainsi possible d'obtenir un couple d'assistance au démarrage venant s'ajouter au couple moteur pour permettre un agrément de conduite directement adapté au souhait du conducteur. Le couple additionnel est déterminé à partir de la volonté du conducteur permettant une estimation particulièrement précise du couple à apporter. 20 Avantageusement, on calcule la consigne de régime de fonctionnement en fonction de différentes valeurs du moment d'inertie du moteur, le passage d'une première valeur à une seconde valeur s'effectuant à partir d'un d'écart prédéterminé entre le régime de fonctionnement du moteur et un régime de fonctionnement mesuré. Un tel procédé d'aide au démarrage présente l'avantage de pouvoir commuter entre un moment d'inertie correspondant à un état où la boîte de vitesses du véhicule est débrayée et un moment d'inertie correspondant à état où la boîte de vitesses est embrayée suivant le régime de fonctionnement mesuré afin d'estimer au mieux le niveau de couple à apporter et éviter ainsi une éventuelle apparition de rupture dans la continuité du mouvement d'avance du véhicule, lors de la phase de démarrage. Dans un mode de mise en oeuvre du procédé, on calcule la consigne de régime de fonctionnement du moteur en incorporant un terme de filtrage pour obtenir un régime de fonctionnement sensiblement stable. De préférence, on détermine le couple d'assistance au démarrage par dérivation de l'écart entre la consigne de régime de fonctionnement du moteur et le régime de fonctionnement du moteur. De préférence, on commande le moteur, pendant l'utilisation du couple d'assistance, de manière à obtenir une réserve de couple. Avec un tel procédé d'aide au démarrage, il devient ainsi possible, tout en respectant le couple demandé par le conducteur, de conserver une réserve de couple, par une stratégie moteur, permettant de répondre de façon instantanée à une éventuelle demande de couple supplémentaire sans être tributaire de la dynamique de l'admission d'air liée la taille du collecteur du moteur. Dans un mode de mise en oeuvre du procédé, on commande le moteur de manière à obtenir une réserve de couple variable présentant une valeur maximale au début du démarrage et une valeur minimale à la fin du démarrage du véhicule. De préférence, on commande le moteur en fonction d'une consigne de débit d'air pompé et d'un débit d'air estimé. L'invention a également pour objet un dispositif d'aide au démarrage d'un véhicule automobile par apport de couple moteur lors du démarrage dudit véhicule comprenant un moyen de détermination des paramètres aptes à détecter le démarrage de véhicule automobile, un moyen d'estimation d'une consigne de régime de fonctionnement du moteur à partir d'un paramètre apte à détecter la volonté du conducteur, et un moyen de calcul d'un couple d'assistance au démarrage à partir de la consigne de régime de manière à utiliser ledit couple d'assistance lors du démarrage du véhicule d'une vitesse nulle à une vitesse non nulle. Les paramètres représentatifs du démarrage de véhicule automobile comprennent un paramètre représentatif d'un enfoncement de la pédale d'accélérateur et/ou un paramètre représentatif du ratio entre la vitesse du véhicule et le régime de fonctionnement du moteur. Avec un tel dispositif, il devient ainsi possible de déterminer un couple d'assistance au démarrage sans connaître l'état d'enfoncement de l'embrayage, permettant ainsi une compatibilité avec un grand nombre de définitions techniques du contrôle moteur. L'invention et ses avantages seront mieux compris à l'étude de la description d'un mode de réalisation nullement limitatif, et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: -la figure 1 est un schéma-bloc du dispositif d'aide au démarrage selon la présente invention; et -la figure 2 est un graphique illustrant l'évolution de régime moteurs et de couples en fonction du temps, lors de la phase de démarrage. Sur la figure 1, on a représenté l'architecture générale d'un dispositif d'aide au démarrage selon l'invention désigné par la référence numérique générale 1. Sur cette figure, les flèches F1 à F7 correspondent à des phases du procédé d'aide au démarrage selon l'invention. Le dispositif 1 comprend un module de détermination 2 de paramètres représentatifs du démarrage du véhicule automobile, un module d'estimation 3 de la consigne du régime de fonctionnement du moteur qui communique avec le module de détermination 2, et un module de calcul 4 qui est dûment programmé pour calculer un couple d'assistance au démarrage à apporter au couple moteur pour obtenir un agrément de conduite satisfaisant et qui communique avec le module d'estimation 3. Le dispositif 1 est également pourvu d'un module de gestion 5 du couple d'assistance au démarrage, d'un moyen de pilotage 6 du moteur du véhicule qui communique avec le module de gestion 5, et d'un moyen 7 de suivi du couple d'assistance au démarrage relié au moyen de pilotage 6. Le module de détermination 2 reçoit respectivement sur ses entrées E,, E2 et E3, des données représentatives de l'état d'enfoncement de la pédale d'accélérateur Pedacc du véhicule, de la vitesse Vveh du véhicule, ainsi que le régime de fonctionnement du moteur N du véhicule, fournies par des capteurs appropriés et qui sont utilisés pour déterminer et apprécier deux conditions d'activation de l'aide au démarrage. A partir de ces données, pour déterminer si la première condition d'activation est remplie, le module de détermination 2 calcule le ratio entre la vitesse Vveh du véhicule et le régime de fonctionnement N du moteur: VNh, et on compare ensuite ledit ratio par rapport à une valeur de référence, dite Vmil. La valeur de référence Vmil est choisie de manière à caractériser une longueur de boîte de vitesses. Cette valeur est ainsi définie par la vitesse atteinte par le véhicule automobile lorsque le régime moteur est de 1000 tours/minutes. Par exemple, un premier rapport de transmission d'une boîte de vitesses peut être caractérisé par une valeur Vmil de 7 km/h pour 1 000 tours/minute. On entend donc ici par une valeur Vmil de 7 km/h pour 1 000 tours/minute , un véhicule automobile présentant une vitesse de 7 km/h pour un régime moteur de 1 000 tours/minute, lorsque le premier rapport de transmission de la boîte de vitesses est engagé. La valeur de référence Vmil à laquelle on compare le ratio Vveh N est la valeur Vmil du premier rapport de la boîte de vitesses. Le module de détermination 2 effectue ainsi une comparaison entre le ratio de la vitesse Vveh du véhicule et le régime de fonctionnement du moteur N par rapport à la valeur de référence Vmil, par l'intermédiaire d'un comparateur (non représenté). Si ledit ratio est inférieur à la valeur de référence Vmil alors la première condition d'activation de l'aide au démarrage du véhicule est remplie. Le module de détermination 2 détecte également le couple demandé par le conducteur du véhicule par l'intermédiaire de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur Pedacc, mesuré par un capteur (non représenté). La seconde condition d'activation est remplie lorsque le conducteur appui sur la pédale d'accélérateur. Lorsque le module de détermination 2 a détecté que les conditions d'activation de l'aide au démarrage du véhicule sont remplies, il élabore une information représentative de l'activation d'aide au décollage et la transmet au module d'estimation 3 (Flèche F,). 2879526 7 Le module d'estimation 3, à partir de l'état d'enfoncement de la pédale d'accélération correspondant à une consigne de couple prédéterminée, estime la consigne de régime de fonctionnement. Cette consigne de régime est calculée par l'équation E suivante: Nsp(i) =Nsp(i 1)+ dt[kC+(1 k)K(N NSP(i 1)] où N,.p(i) correspond à la consigne de régime de fonctionnement du moteur à l'instant i, N,p(i-1) à la consigne de régime de fonctionnement du moteur à l'instant i-1, J le moment d'inertie du moteur du véhicule, C le couple demandé par le conducteur, N le régime de fonctionnement du moteur, k un coefficient de stabilisation, et K une constante de filtrage. Le coefficient de stabilisation k peut être calculé à partir de cartographies calibrables dépendant de la vitesse du véhicule automobile Vveh, du ratio entre la vitesse du véhicule et le régime de fonctionnement du moteur UNh, et du couple demandé par le conducteur C, lesdites données Vveh, VNh et C pouvant être lues ou interprétées sur une mémoire ou variable d'états représentants des signaux décrivant l'environnement du véhicule. Le coefficient de stabilisation k peut être calculé de la façon suivante: k=[l f2(VNh)f3(dCt)] dans laquelle fz est une fonction de Vveh N et représente la possibilité d'être en phase décollage, vue sur l'information Vveh et N f3 est une fonction de dC et représente la possibilité d'être en phase décollage, vue sur l'information couple. Le coefficient de stabilisation k permet de détecter une demande de couple du conducteur sensiblement constante et d'activer le filtre du premier ordre défini par K(N-Nsp(i-1)), le coefficient de stabilisation k étant égal à un lorsque la demande de couple est variable. Ledit filtre du premier ordre permet d'éviter des divergences du calcul de la consigne de régime de fonctionnement du moteur par le module d'estimation 3. Durant le processus de calcul, le module d'estimation 3 détermine, dans un premier temps, la valeur de la consigne de régime de fonctionnement en utilisant une première valeur J, du moment d'inertie du moteur correspondant à un état où la boîte de vitesses est débrayée. Lorsque l'écart entre la consigne de régime de fonctionnement ainsi déterminée et le régime de fonctionnement du moteur mesuré est supérieure à une valeur seuil Nççeuil, le module d'estimation 3 utilise une seconde valeur J2 du moment d'inertie du moteur correspondant à un état où la boîte de vitesses est embrayée sur le premier rapport de transmission pour déterminer la valeur de la consigne de régime de fonctionnement. Le module d'estimation 3 transmet alors la valeur représentative de la consigne de régime de fonctionnement au module de calcul 4 du couple d'aide au démarrage (Flèche F2). Le module de calcul 4 reçoit également, sur l'une de ses entrées E4, l'information relative au régime de fonctionnement du moteur mesuré. Le module de calcul 4 effectue alors la comparaison de la consigne de régime de fonctionnement avec le régime de fonctionnement mesuré, par l'intermédiaire d'un comparateur (non représenté). Le module de calcul 4, en fonction de l'écart entre la consigne de régime de fonctionnement et le régime de fonctionnement, détermine alors le couple d'assistance au démarrage à apporter au couple moteur pour obtenir un agrément de conduite satisfaisant. Le couple d'assistance au démarrage est calculé par l'intermédiaire d'un correcteur proportionnel dérivé (non représenté) et est transmis au module de gestion 5 du couple d'assistance au démarrage (Flèche F3). Le module de gestion 5 reçoit, en entrée E5, l'information relative à la consigne de couple demandée par le conducteur par l'intermédiaire de la pédale d'accélérateur. Le module de gestion 5 détermine une première valeur de couple correspondant au couple d'assistance au démarrage et à la consigne de couple demandée, et une seconde valeur de couple correspond à une réserve de couple supérieur à la première consigne de couple. La première valeur de couple correspond à une première valeur de couple de consigne Ca à atteindre par le moteur en faisant varier l'avance à l'allumage par rapport une position d'avance optimale. La position d'avance optimale est la position pour laquelle le maximum de couple, pour un point de fonctionnement donné, est réalisé. On entend ici par avance à l'allumage , l'angle de rotation de l'arbre moteur entre l'instant où l'élément d'allumage du moteur produit une étincelle et l'instant où le piston se trouve dans la position point mort haut. L'avance à l'allumage correspondant à la première valeur de consigne de couple peut par exemple être de 20 . La seconde valeur de couple Cb correspond à une deuxième valeur de couple de consigne à atteindre par le moteur en ouvrant le papillon, et en travaillant dans une position d'avance optimale. Lesdites première et seconde consignes sont toutes deux transmises au moyen de pilotage 6 du moteur (Flèches F4 et F5). Le moyen de pilotage 6 pilote l'avance à l'allumage et le papillon du moteur en dégradant l'avance à l'allumage qui correspond à la première valeur de consigne, par exemple pour obtenir un angle de 5 , et en ouvrant de manière excessive le papillon, pour obtenir une valeur de couple égale à la première valeur de consigne. Par cette stratégie moteur, on respecte la consigne de couple demandée par le conducteur et le couple d'assistance tout en assurant une provision ou une réserve de couple disponible rapidement en jouant sur l'avance à l'allumage sans être tributaire de la dynamique de l'admission d'air liée principalement à la taille du collecteur du moteur. Le moyen de pilotage 6 transmet au moyen de suivi 7 (Flèches F6 et F7) une consigne de débit d'air pompé Qconsigne par le moteur et un débit pompé estimé Qestimé. Si la valeur de la consigne de débit Qconsigne est inférieure au débit estimé Qestimé' alors on diminue le couple fournit par le moteur en dégradant l'avance à l'allumage. Au contraire, si la valeur de la consigne de débit Qconsigne est supérieure au débit estimé Qestimé' alors on augmente le couple fournit par le moteur en jouant sur l'avance à l'allumage et en consommant la provision de couple disponible pour que ladite provision de couple soit sensiblement nulle en fin de démarrage du véhicule automobile. Sur la figure 2, les courbes 20 à 22 montrent respectivement l'évolution de la consigne de couple du moteur et desdites valeurs de couple Ca et Cl, en fonction du temps, les courbes 23 et 24 illustrant l'évolution du régime de fonctionnement et de la consigne de régime de fonctionnement du moteur en fonction du temps. La courbe 20, déterminée par l'enfoncement de la pédale d'accélérateur par le conducteur du véhicule automobile, comprend une première portion, entre l'instant to et l'instant t,, qui présente une consigne de couple sensiblement nulle. Une seconde portion de la courbe 20 croit progressivement, entre l'instant t, et l'instant t2, pour atteindre une consigne de couple Ci, par exemple 35 N.m, puis se prolonge par une troisième portion, entre l'instant t2 et l'instant t3, sensiblement constante autour de la consigne de couple Ci. Une quatrième portion de la courbe 20, entre l'instant t3 et l'instant t4, est sensiblement constante autour d'une consigne de couple C2, par exemple 45 N.m. Une cinquième portion est décroissante, entre l'instant t4 et l'instant t5, jusqu'à atteindre sensiblement la consigne de couple C,. Une sixième portion de la courbe est sensiblement croissante, entre l'instant t5 et l'instant t6, jusqu'à atteindre sensiblement la consigne de couple C2. A partir de l'instant t6, la consigne de couple est sensiblement constante. La courbe 23, représentant l'évolution du régime de fonctionnement du moteur détecté par un capteur, comprend une première portion, entre l'instant to et l'instant t,, sensiblement constante autour d'une vitesse de rotation du moteur N,, par exemple 660 tours/minutes. Une seconde portion de la courbe 23, entre l'instant t, et l'instant t7, est sensiblement décroissante entre ladite vitesse Ni et une vitesse N2, par exemple 630 tours/minutes. Une troisième portion croit de façon linéaire, entre l'instant t7 et l'instant t3, pour atteindre une vitesse de rotation N3, par exemple 1200 tours/minutes. Une quatrième portion, entre l'instant t3 et l'instant t5, décroît jusqu'à une vitesse minimale N4, par exemple 600 tours/minutes. Une cinquième portion de la courbe 20, s'étendant à partir de l'instant t5, est sensiblement croissante. La courbe 24 illustrant l'évolution de la consigne de régime de fonctionnement du moteur est déterminée à partir de l'équation E, ainsi que des courbes 20 et 23 précédemment décrites. Une première portion de la courbe 24 est sensiblement confondue avec la portion de la courbe 23 entre l'instant to et l'instant t,. Une seconde portion, entre l'instant t, et l'instant t7, est croissante jusqu'à une vitesse N5, par exemple 700 tours/minutes. Une troisième portion, entre l'instant t7 et l'instant t8, croit linéairement jusqu'à une vitesse N6, par exemple 1600 tours/minutes. Une quatrième portion, entre l'instant t8 et l'instant t5, augmente jusqu'à une vitesse N7, par exemple 1900 tours/minutes, en présentant une pente inférieure à celle de la seconde portion. A l'instant t5, la consigne de régime de fonctionnement subit une forte chute jusqu'à atteindre la vitesse de rotation N4. Une cinquième portion, entre l'instant t8 et l'instant t9, est croissante jusqu'à une vitesse N8, par exemple 1100 tours/minutes. Une sixième portion, à partir de l'instant t9, de la courbe est sensiblement confondue avec la portion de la courbe 20, à partir de l'instant t4. La courbe 21, représentant l'évolution du couple de consigne et du couple d'assistance au décollage, comprend une première portion sensiblement confondue avec une partie de la courbe 22, entre l'instant to et l'instant t3. Une seconde portion, entre l'instant t3 et l'instant t8, est croissante jusqu'à atteindre une valeur de couple C3, par exemple 80 N.m, qui se prolonge par une troisième portion décroissante, entre l'instant t8 et l'instant t10, jusqu'à atteindre une valeur de couple C4, par exemple 65 N.m. Une quatrième portion est sensiblement croissante, entre l'instant t,o et l'instant tu, jusqu'à atteindre une valeur de couple C5, par exemple 90 N.m.. Une cinquième portion est sensiblement décroissante, entre l'instant t11 et l'instant t9, puis est confondue avec la courbe 20 à partir de l'instant t9. La courbe 22, représentant l'évolution de la réserve de couple disponible, présente une allure générale sensiblement équivalente à celle de la courbe 21. Une première portion est sensiblement confondue avec la courbe 21, entre l'instant to et l'instant t3. Une seconde portion, entre l'instant t3 et l'instant t8, est croissante jusqu'à atteindre une valeur de couple C6, par exemple 120 N.m, qui se prolonge par une troisième portion décroissante, entre l'instant t8 et l'instant t,o, jusqu'à atteindre une valeur de couple C7, par exemple 100 N.m. Une quatrième portion est sensiblement croissante, entre l'instant t10 et l'instant t,,, jusqu'à atteindre une valeur de couple C8, par exemple 135 N.m. Une cinquième portion est sensiblement décroissante, entre l'instant t et l'instant t5, puis est confondue avec la courbe 21. La présente invention permet ainsi d'obtenir un couple d'assistance au démarrage venant s'ajouter au couple moteur pour permettre un agrément de conduite directement adapté au souhait du conducteur tout en permettant, grâce à une stratégie moteur, de conserver une réserve de couple disponible permettant de répondre rapidement à la volonté du conducteur du véhicule automobile. REVENDICATIONS 1/ Procédé d'aide au démarrage d'un véhicule automobile par apport de couple moteur lors du démarrage dudit véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes au cours desquelles: - on détermine des paramètres aptes à détecter le démarrage du véhicule automobile, - on calcule une consigne de régime de fonctionnement du moteur à partir d'un paramètre apte à détecter la volonté du conducteur, - on détermine un couple d'assistance au démarrage à partir de la consigne de régime de fonctionnement, et - on utilise le couple d'assistance lors du démarrage du véhicule d'une vitesse nulle à une vitesse non nulle. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on calcule la consigne de régime de fonctionnement en fonction de différentes valeurs du moment d'inertie du moteur, le passage d'une première valeur à une seconde valeur s'effectuant à partir d'un d'écart prédéterminé entre le régime de fonctionnement du moteur et un régime de fonctionnement mesuré. 3/Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on calcule la consigne de régime de fonctionnement du moteur en incorporant un terme de filtrage de manière à obtenir un régime de fonctionnement sensiblement stable. 4/Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on détermine le couple d'assistance au démarrage par dérivation de l'écart entre la consigne de régime de fonctionnement du moteur et le régime de fonctionnement du moteur. 5/Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on commande le moteur, pendant l'utilisation du couple d'assistance, de manière à obtenir une réserve de couple. 6/Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on commande le moteur de manière à obtenir une réserve de couple variable présentant une valeur maximale au début du démarrage et une valeur minimale à la fin du démarrage du véhicule. 7/Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'on commande le moteur en fonction d'une consigne de débit d'air pompé et d'un débit d'air estimé. 8/Dispositif d'aide au démarrage d'un véhicule automobile par apport de couple moteur lors du démarrage dudit véhicule caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de détermination (2) des paramètres aptes à détecter le démarrage de véhicule automobile, un moyen d'estimation (3) d'une consigne de régime de fonctionnement du moteur à partir d'un paramètre apte à détecter la volonté du conducteur, et un moyen de calcul (4) d'un couple d'assistance au démarrage à partir de la consigne de régime de manière à utiliser ledit couple d'assistance lors du démarrage du véhicule d'une vitesse nulle à une vitesse non nulle. 9/Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les paramètres représentatifs du démarrage de véhicule automobile comprennent un paramètre représentatif d'un enfoncement de la pédale d'accélérateur. 10/Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les paramètres représentatifs du démarrage de véhicule automobile comprennent un paramètre représentatif du ratio entre la vitesse du véhicule et le régime de fonctionnement du moteur.