Brevet FR2892466A1 — publié le 20070427

L'invention se rapporte au domaine de la commande moteur à combustion pour véhicule, notamment automobile. Une telle commande consiste à gérer le moteur au moyen de capteurs et de dispositifs actionneurs, type actuateurs, associés à un ensemble de loi de commande, désignée autrement par stratégies logicielles, mémorisé dans un calculateur embarqué sur le véhicule automobile, appelé unité de contrôle électronique (UCE). L'unité de contrôle électronique contient également en mémoire différents paramètres de caractérisation ou calibrations du moteur. Ces paramètres correspondent à un fonctionnement optimal du moteur dans des conditions données. Pour déterminer ces paramètres, une étape préalable de mise au point du moteur doit être mise en oeuvre. Dans cette étape, on réalise notamment différents essais en roulage, sur un banc rouleau, ou sur un banc moteur, au cours desquels on caractérise le comportement du moteur dans les conditions données. A titre d'exemple, si l'on souhaite optimiser le brio du véhicule lorsque, entre autres, le moteur tourne à 2000 tours/minute, on réalise plusieurs essais au cours desquels on fixe le régime moteur à 2000 trs/min, on joue sur un paramètre de réglage du turbocompresseur puis on analyse le brio du moteur. Au final, on sélectionne parmi l'ensemble des résultats obtenus dans les différents essais, le paramètre dit optimal qui optimise la prestation étudiée, à savoir dans cet exemple le brio. Ce paramètre optimal sera ultérieurement mémorisé dans l'unité de contrôle électronique (UCE) en tant que paramètre caractéristique du moteur. Une telle mise au point pose néanmoins certains problèmes. En particulier, un problème veut que la répétition des essais pour obtenir l'ensemble des résultats prend un temps trop important et s'avère souvent fastidieuse. Pour répondre à ce problème notamment, des techniques de modélisation ont été proposees. Plus précisément, on connaît des solutions basées sur une élaboration puis une utilisation d'un modèle du groupe motopropulseur ou de l'un des ses sous-ensembles, ce modèle étant représentatif du comportement du moteur dans des conditions de fonctionnement prédéterminées. La détermination de certains des paramètres caractéristiques précités est alors obtenue à partir d'une simulation avec le modèle, typiquement sur un ordinateur. Ainsi, le temps nécessaire à la caractérisation (ou calibration) du moteur est réduit d'une part parce que le nombre de paramètres caractéristiques nécessitant des essais est réduit et d'autre part parce que la détermination d'un paramètre par la voie d'une simulation est bien plus rapide que par la voie conventionnelle consistant à mettre en oeuvre des essais réels du véhicule en roulage. On notera ici que l'élaboration du modèle nécessite en lui-même la mise en oeuvre de quelques essais. En effet, cette élaboration est généralement basée sur un procédé comportant les étapes suivantes : - appliquer un ou des signaux prédéterminés au moteur de manière qu'il soit sollicité dans les conditions souhaitées, - analyser au travers de mesures, l'état de fonctionnement du moteur, et élaborer le modèle comme étant une relation entre les deux étapes précédentes, par exemple une fonction de transfert analytique, tabulée, etc. On peut voir d'après les étapes générales ci-dessus que la génération d'un signal du type de ceux mentionnés à la première des trois étapes constitue une étape très importante. A cet égard, on connaît différentes techniques pour générer et appliquer ces signaux au moteur. Un première technique consiste à utiliser des lois de commande prédéterminées et prévues dans l'ECU. Ces lois de commande sont appelées lois standard. Par exemple pour modéliser les effets du turbocompresseur sur le brio du moteur on peut utiliser une loi de commande standard dont on sait qu'elle a une influence sur le brio. Il pourrait s'agir d'une loi standard reliant une pression de suralimentation à une position de la pédale d'accélérateur et au régime moteur. Dans cette hypothèse, on génère et on applique alors au moteur le signal de commande désiré directement à partir de l'ECU en paramétrant cette loi de commande standard. Un inconvénient lié à cette technique est que la forme du signal est dictée par la loi de commande standard. En d'autres termes, si la loi de commande standard pour la pression de suralimentation en fonction de la position de la pédale et du régime moteur est mémorisée dans l'UCE comme étant une loi exponentielle, il sera difficile de générer un signal en sinus cardinal, par exemple. Par voie de conséquence, la richesse de l'information contenue dans le signal de commande destiné à l'élaboration du modèle est rapidement limitée, ce qui devient gênant notamment lorsque l'on souhaite réaliser un modèle complexe. En effet, comme on peut le comprendre d'après le procédé mentionné plus haut, la qualité du modèle, en d'autres termes sa complexité ou encore sa faculté à pouvoir reproduire plus ou moins précisément le comportement du moteur, va notamment dépendre de la qualité et de la complexité de l'information contenue dans le signal de commande généré à cet effet. Or la qualité et la complexité de ce signal dépendent bien de la qualité et de la complexité du générateur de signal de commande, en l'occurrence ici l'unité de contrôle électronique UCE. Afin de pallier les limitations précitées de l'unité de contrôle électronique, on connaît des procédés de modélisation où l'élaboration du signal de commande est assurée par un banc doté d'un système informatique plus évolué. Le banc délivre donc au moins un signal complexe au moteur par l'intermédiaire d'une connectique appropriée et la réponse de ce dernier est mesurée puis analysée par le banc de manière à établir le modèle. Toutefois, un inconvénient de ce procédé est qu'il requiert des manipulations complexes, ce qui le rend délicat et fastidieux à mettre en oeuvre. Il existe donc un compromis entre une élaboration d'un signal de commande complexe et une simplicité de mise en oeuvre de cette élaboration. A cet égard, on connaît un procédé correspondant justement à un tel compromis. Ce procédé consiste en effet à élaborer et générer le signal de commande complexe par le biais de l'unité de contrôle électronique et du banc d'essai. Toutefois, une telle solution ne permet de résoudre les problèmes qu'en partie. En particulier, les protocoles de réalisation des essais demeurent très complexes. Et il est même fréquent que le signal de commande complexe soit impossible à élaborer. Un but de l'invention est donc de s'affranchir en particulier des problèmes mentionnés ci-dessus. A cet effet, on propose selon l'invention une unité de contrôle pour moteur de véhicule, dans laquelle est stockée au moins une première loi de commande du moteur pour élaborer un signal de commande d'un paramètre de fonctionnement du moteur prédéterminé, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au moins une deuxième loi de commande réservée à l'élaboration d'un signal de commande d'un parmi le paramètre prédéterminé ou un autre paramètre prédéterminé en vue d'une mise au point de ce moteur. Ainsi l'unité de contrôle électronique selon l'invention permet d'élaborer sans difficulté un signal de commande complexe en vue de la mise au point du moteur, et en particulier de l'élaboration d'un modèle du groupe motopropulseur (GMP). En effet, cette unité de contrôle faisant partie intégrante du moteur, l'application du signal de commande dans celui-ci ne nécessite aucune connectique particulière. Par ailleurs, l'unité pouvant être le seul dispositif qui élabore le signal, le protocole de réalisation des essais est simplifié, comparé notamment au cas où ladite unité doit coopérer avec le banc d'essai pour réussir à élaborer le signal de commande complexe. A cet égard, l'amélioration de la capacité du générateur de signal, c'est-à-dire de l'unité de contrôle électronique, provient des multiples possibilités d'élaboration de signal de commande, offertes par la mise à disposition de la deuxième loi de commande spécialement prévue à cet effet. A cet égard, des aspects préférés mais non limitatifs du procédé selon 10 l'invention sont les suivants : - l'unité est agencée de sorte que les première et deuxième lois de commande contribuent à l'élaboration d'un signal de commande unique pour la mise au point du moteur ; - l'unité est agencée de sorte que les première et deuxième lois de commande 15 sont combinées au moyen d'une opération arithmétique ; - la deuxième loi de commande est intégrée dans la première loi de commande ; - la deuxième loi de commande est définie par une table ; - la deuxième loi de commande est définie par un algorithme de calcul ; 20 - l'unité comporte un interrupteur logiciel paramétrable qui, selon son état, désactive la première loi de commande sans désactiver la deuxième loi de commande ; -l'unité comporte un interrupteur logiciel paramétrable qui, selon son état, désactive la deuxième loi de commande ; 25 - le signal élaboré en vue de la mise au point du moteur est un signal utilisé pour élaborer un modèle d'un groupe motopropulseur (GMP) du véhicule. Selon l'invention, on propose en outre un procédé de mise au point d'un moteur caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - élaborer un signal de commande d'un paramètre de fonctionnement du moteur prédéterminé en mettant en oeuvre au moins une première loi de commande dont l'utilisation n'est pas réservée à la mise au point, - élaborer un signal de commande d'un parmi le paramètre ou un autre paramètre prédéterminé en mettant en oeuvre au moins une deuxième loi de commande dont l'utilisation est réservée à la mise au point Des aspects préférés mais non limitatifs de ce procédé sont les suivants : - on met en oeuvre les première et deuxième lois de commande pour générer un signal de commande unique ; - on met en oeuvre une opération arithmétique qui fait intervenir les première et deuxième lois de commande ; - on intègre l'une des lois de commande prédéterminées dans l'autre ; - on modifie l'état d'un interrupteur logiciel pour activer/désactiver la première loi de commande sans influencer un activation/désactivation de la deuxième loi de commande ; - on modifie l'état d'un interrupteur logiciel pour activer/désactiver la deuxième loi de commande. D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante de l'invention, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 illustre un mode de réalisation de l'invention dans lequel l'unité de commande électronique élabore un signal de commande d'un paramètre de contrôle prédéterminé du moteur en combinant l'utilisation de la première et de la deuxième loi de commande, la figure 2 illustre l'état de l'unité électronique de contrôle une fois que la mise au point du moteur a été effectuée et que celui-ci fonctionne dans des conditions normales. Comme évoqué précédemment, selon l'invention on propose une unité de contrôle électronique dans laquelle on utilise une loi de commande, appelée dans le texte deuxième loi de commande ou deuxième loi de commande non générale, dont l'utilisation est réservée à la mise au point d'un moteur de sorte à élaborer un signal de commande complexe utile à l'élaboration d'un modèle complexe d'un groupe motopropulseur (GMP). En se référant à la figure 1, on a représenté à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention. Plus précisément on a illustré l'unité de contrôle électronique dans une configuration où elle est capable de générer un signal de commande complexe. Elle comporte en mémoire différentes étapes du procédé de l'invention. En particulier, on peut identifier une étape de calcul 10 faisant intervenir au moins en partie une première loi de commande dont l'utilisation n'est pas réservée à la mise au point du moteur. En d'autres termes, cette première loi de commande est une loi de commande générale dans le sens où elle est utilisée quelles que soient les circonstances d'utilisation du moteur. Par exemple elle est typiquement utilisée pour la commande d'un paramètre prédéterminé du moteur 5 lorsque le véhicule est utilisé dans des conditions de circulation classique après la mise au point (vie courante du véhicule). Cette première loi de commande reçoit notamment en entrée au moins une grandeur 11 définissant une condition d'environnement du moteur 5, comme par exemple la position d'une pédale, une température ambiante, etc. La première loi de commande reçoit en outre en entrée au moins une grandeur 12 définissant une condition de fonctionnement du moteur 5, comme par exemple une pression de suralimentation, un régime moteur, un débit carburant, etc. A titre d'exemple purement illustratif, l'étape de calcul 10 pourrait correspondre à une première partie d'une loi de commande prédéterminée d'une pression de suralimentation du moteur 5. Et cette première partie pourrait être définie en mémoire par la relation limitée : Pal = g(Rm ; Ppédale) (1) où Pal est la pression de suralimentation, g une fonction, Rm un régime moteur et Ppédale la position de la pédale d'accélération. Dans ce cas, Rm est un paramètre du type défini par la référence 11 et Ppédale un paramètre du type défini par la référence 12. On peut également identifier sur la figure 1 une étape 20 dont une sortie 21 est ajoutée à une sortie 13 de l'étape 10 au moyen d'un opérateur arithmétique 14. L'étape 20 fait intervenir la deuxième loi de commande non générale. Cette deuxième loi peut être définie par la personne qui réalise la mise au point du véhicule et à cet effet il lui est laissé un champ de liberté important. En particulier, la deuxième loi de commande peut avoir une expression ou une forme différente de celle dictée par la première loi de commande générale. Par exemple dans le cas précédent de la pression de suralimention Pal, ce n'est pas parce que la fonction g aurait la forme d'une exponentielle que la deuxième loi de commande devrait avoir précisément cette forme exponentielle. On peut par exemple décider que la deuxième loi de commande ait une forme du type sinus cardinal. Selon un aspect de l'invention, la deuxième loi de commande est définie en utilisant directement un algorithme de calcul. Par exemple, on définit cette loi par un algorithme qui produit en sortie une fonction du type sinus cardinal. Selon un autre aspect de l'invention, la deuxième loi de commande est définie au moyen d'une table dont l'abscisse x correspond à une variable représentant un déroulement d'une séquence d'essai (un temps, un angle vilebrequin, etc.) et l'ordonnée à une valeur du signal de commande devant être générée à l'étape 20 étant donnée l'abscisse x en cours. Dans le but de simplifier la lecture et la compréhension du texte on 20 notera f(x) la deuxième loi de commande et le signal de commande généré par cette loi à l'étape 20. Comme on peut le voir à la figure 1, le signal f(x) est additionné à la sortie 13. Cette sortie 13 comporte le signal de commande élaboré à l'étape 10 par 25 la première partie de la première loi de commande générale. Dans l'exemple précédent, la sortie 13 comporte donc un signal de commande de la pression de suralimentation Pal dont l'expression est dictée par la formule (1). A une sortie 15 de l'opérateur arithmétique 14, on obtient donc un signal de commande du paramètre de contrôle du moteur (paramètre Pal dans ledit exemple précédent) construit à partir d'une relation mathématique qui lie la première partie de la première loi de commande et la deuxième loi de commande f. On peut d'ores et déjà noter à ce stade, qu'une telle combinaison permet d'augmenter les formes possibles du signal de commande et donc d'augmenter la complexité de l'information qu'il contient. Ce signal de commande est traité par une étape 30 faisant intervenir la deuxième et dernière partie de la première loi de commande générale. Pour compléter l'exemple précédent, on pourrait imaginer que le résultat de l'étape 30 soit un signal de commande complexe ayant comme expression : Pal = h (Pat,. ; Tair) * (g(Rm ; Ppédal) + f(x)) (2) où h est une fonction, Patm une pression atmosphérique, Tair une température d'air, et Ppédai une position d'une pédale. Dans ce cas, le terme à droite de la multiplication correspond au signal de commande présent à la sortie 15, tandis que le terme à gauche de la multiplication correspond à la deuxieme et dernière partie de la première loi de commande générale de la pression de suralimentation Pat. On voit ici que selon un aspect de l'invention, on peut intégrer la deuxième loi de commande dans la première loi de commande. En sortie 31 de l'étape 30, un signal de commande complexe 31 du paramètre de contrôle Pal est alors directement délivré dans le moteur de sorte à le solliciter selon les conditions prévues. Par ailleurs, l'état de fonctionnement du moteur est analysé et un modèle du groupe motopropulseur est finalement déduit. Selon un aspect de l'invention, l'unité de contrôle électronique comporte en plus de la deuxième loi de commande un interrupteur logiciel. Lorsque l'on active cet interrupteur on désactive la première loi de commande générale. En considérant de nouveau le mode de réalisation présenté à titre d'exemple non limitatif à la figure 1, cela revient à désactiver les étapes 10 et 30 et à rediriger le signal f(x) directement vers la sortie 31. De cette manière, le signal complexe de commande 32 correspond au signal f(x). Il est donc élaboré à partir de la deuxième loi de commande uniquement. Une telle élaboration peut offrir des avantages, en particulier en terme de simplicité d'implémentation dans l'unité de contrôle électronique. Selon un autre aspect encore, celle-ci comporte également un autre interrupteur logiciel paramétrable qui, selon son état, désactive cette fois-ci la deuxième loi de commande. La figure 2 illustre l'unité de contrôle électronique dans ce cas. L'étape 20 ne génère plus le signal f(x), tout du moins si l'on considère que celui-ci existe, il vaut zéro quelle que soit l'abscisse x. Un tel interrupteur logiciel permet donc de faire en sorte que l'unité de contrôle électronique ne mette en oeuvre la ou les deuxième(s) loi(s) de commande non générale(s) que lorsque cela est requis. C'est en particulier le cas lorsque les essais sont terminés et que le moteur est caractérisé puis calibré, ou en d'autres termes lorsque le véhicule est prêt à rouler dans des conditions normales d'utilisation (circulation classique en vie courante du véhicule). Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et représentée sur les dessins. En particulier, le paramètre de contrôle pour lequel un signal de commande complexe est élaboré peut être différent de la pression de suralimentation. Comme nous l'avons décrit, la combinaison de la deuxième loi de commande non générale avec une première loi de commande générale pour élaborer un signal de commande unique complexe n'est pas obligatoire. Ainsi, l'unité de contrôle peut mettre en oeuvre d'une part une première loi de commande générale pour élaborer un signal de commande d'un paramètre prédéterminé et d'autre part une deuxième loi de commande non générale pour élaborer le signal de commande complexe d'un autre paramètre prédéterminé. Par ailleurs, les lois de commandes présentées plus haut n'ont pour vocation que d'illustrer les principes de l'invention. En aucun cas elles ne devraient être considérées comme correspondant à des lois de commande utilisées dans la réalité. De plus, si le mode de réalisation préféré consiste à élaborer le signal de commande complexe avec l'unité de contrôle électronique seule, il est envisagé dans des cas particuliers de combiner l'unité de contrôle électronique de l'invention avec un banc d'essai pourvu d'un système informatique. REVENDICATIONS 1. Unité de contrôle pour moteur (5) de véhicule, dans laquelle est stockée au moins une première loi de commande (10) du moteur pour élaborer un signal de commande (13) d'un paramètre de fonctionnement du moteur prédéterminé, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au moins une deuxième loi de commande (20) réservée à l'élaboration d'un signal de commande (32) d'un parmi le paramètre prédéterminé ou un autre paramètre prédéterminé en vue d'une mise au point de ce moteur. 2. Unité de contrôle selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est agencée de sorte que les première et deuxième lois de commande contribuent à l'élaboration d'un signal de commande unique (32) pour la mise au point du moteur. 3. Unité de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est agencée de sorte que les première et deuxième lois de commande sont combinées au moyen d'une opération arithmétique (14). 4. Unité de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la deuxième loi de commande est intégrée dans la première loi de commande. 5. Unité de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la deuxième loi de commande est définie par une table. 6. Unité de contrôle selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la deuxième loi de commande est définie par un algorithme de calcul. 7. Unité de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un interrupteur logiciel paramétrable qui, selon son 5 état, désactive la première loi de commande sans désactiver la deuxième loi de commande. 8. Unité de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un interrupteur logiciel paramétrable qui, selon son état, désactive la deuxième loi de commande. 10 9. Unité de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le signal élaboré en vue de la mise au point du moteur est un signal utilisé pour élaborer un modèle (M) d'un groupe motopropulseur (GMP) du véhicule. 10. Procédé de mise au point d'un moteur, caractérisé en ce qu'il comporte 15 les étapes suivantes : - élaborer un signal de commande (13) d'un paramètre de fonctionnement du moteur prédéterminé en mettant en oeuvre au moins une première loi de commande (10) dont l'utilisation n'est pas réservée à la mise au point, - élaborer un signal de commande (32) d'un parmi le paramètre ou un autre 20 paramètre prédéterminé en mettant en oeuvre au moins une deuxième loi de commande (20) dont l'utilisation est réservée à la mise au point. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre les première et deuxième lois de commande (10 ; 20) pour générer un signal de commande unique (32). 12. Procédé selon l'une des revendications 10 à 11, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre une opération arithmétique (14) qui fait intervenir les première et deuxième lois de commande. 13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'on intègre l'une des lois de commande prédéterminées dans l'autre. 14. Procédé selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que l'on modifie l'état d'un interrupteur logiciel pour activer/désactiver la première loi de commande sans influencer un activation/désactivation de la deuxième loi de commande. 15. Procédé selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que l'on modifie l'état d'un interrupteur logiciel pour activer/désactiver la deuxième loi de commande.