Brevet FR2894348A1 — publié le 20070608

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de gestion d'une unité d'entraînement avec une régulation d'un paramètre de fonctionnement de l'unité d'entraînement notamment de la vitesse de rotation, la régulation ayant une partie proportionnelle et une partie intégrale. L'invention concerne également un dispositif de gestion d'une unité d'entraînement comportant une régulation d'un paramètre de fonctionnement de l'unité d'entraînement notamment de la vitesse de rotation, la régulation ayant une partie proportionnelle et une partie intégrale. Etat de la technique On connaît déjà des unités d'entraînement ou unités motrices de véhicules automobiles comportant une régulation de la vi- tesse de rotation de ralenti ayant une partie proportionnelle et une par-tie intégrale. Pour éviter le défaut de chevauchement ou l'étouffement du moteur c'est-à-dire lorsqu'on relâche rapidement la pédale d'accélérateur, on utilise un élément de différence de temps du premier ordre, pondéré de manière appropriée. En mode de fonctionnement sta- tionnaire du moteur il faut toutefois éviter les instabilités en coupant l'élément de différence de temps du premier ordre. En cas d'étouffement à régime élevé, la déviation de régulation négative, d'amplitude élevée combinée à la limitation de réglage du régulateur de vitesse de rotation de ralenti assure que l'élément de différence de temps du premier ordre et le régulateur de ralenti à composante proportionnelle et composante intégrale n'interviennent pas simultanément. L'élément de différence de temps du premier ordre n'est ainsi activé que dans une plage de vites-ses de rotation prédéterminées du moteur comprenant une valeur de consigne de la vitesse de rotation de ralenti et vers le haut, cette plage est limitée par une vitesse de rotation considérablement plus faible que la vitesse de rotation maximale possible du moteur. En cas d'inversion des gaz à partir de faibles vitesses de rotation du moteur, il peut arriver que l'élément de différence de temps du premier ordre et le régulateur de ralenti à composante proportion- nelle et composante intégrale interviennent simultanément. Cela peut se traduire par un comportement oscillant instable de la sortie de l'élément de différence de temps du premier ordre combiné à la sortie du régulateur de ralenti à composante proportionnelle et composante intégrale. Cette situation peut notamment se produire si la demande de couple perdu du moteur est relativement élevée par rapport au couple maximum possible du moteur comme cela peut être le cas pour des véhicules à convertisseur hydraulique de couple ou pour un moteur froid avec une transmission. Exposé et avantages de l'invention L'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus caractérisé en ce que la partie intégrale est initialisée en fonction de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle. L'invention concerne également un dispositif du type dé-fini ci-dessus caractérisé en ce qu'une unité d'initialisation qui initialise la partie intégrale en fonction d'une grandeur de sortie de la partie pro- portionnelle. Le procédé et le dispositif selon l'invention pour la gestion d'une unité d'entraînement telle que définie ci-dessus ont l'avantage vis à vis de l'état de la technique qu'une unité d'initialisation initialise la partie intégrale en fonction de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle. Cela permet suivant l'initialisation de la partie intégrale en fonction du signal de sortie de la partie proportionnelle, d'influencer le résultat de la combinaison des signaux de sortie de la partie intégrale et de la partie proportionnelle comme souhaité. Il est particulièrement avantageux d'initialiser la partie intégrale en fonction du signal de sortie de la partie proportionnelle pour que la somme des grandeurs de sortie de la partie proportionnelle et de la partie intégrale n'augmente pas. Cela permet de couper l'action de la régulation pour toute valeur possible des grandeurs de fonction- nement évoquées pour l'unité d'entraînement. Cela est notamment avantageux si la régulation combine une autre composante. Dans ce cas, on assure que l'autre composante n'intervienne pas simultanément avec la régulation comprenant la partie proportionnelle et la partie intégrale. Ainsi pour chaque valeur possible de la grandeur de fonctionne- ment ou paramètre de fonctionnement de l'unité d'entraînement on évitera un comportement oscillant transitoire de la combinaison des grandeurs de sortie de l'autre composante et de la grandeur de sortie de la régulation formée de la partie proportionnelle et de la partie intégrale. Il est avantageux que la régulation combine une grandeur de sortie d'une troisième composante notamment une partie différentielle de façon que cette troisième composante soit activée selon l'état de fonctionnement de l'unité d'entraînement notamment selon sa vitesse de rotation et que la partie intégrale ne soit initialisée alors qu'en fonction de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle si la troisième composante est activée. On peut de cette manière limiter l'influence de la partie intégrale par la partie proportionnelle à certains états ou modes de fonctionnement de l'unité d'entraînement. En particulier dans le cas où la partie intégrale est initialisée en fonction de la partie proportionnelle de façon que la partie proportionnelle et la partie intégrale se compensent juste, on a ainsi l'avantage qu'en activant la troisième par-tie ou composante, on assure que la régulation de la partie proportionnelle et intégrale est neutralisée indépendamment de la valeur du paramètre de fonctionnement de l'unité d'entraînement de sorte qu'il n'y a pas d'état transitoire instable notamment oscillant. Il est également avantageux d'appeler la régulation de manière discrète dans le temps et d'initialiser la partie intégrale à chaque appel de la régulation. On assure de cette manière une influence ininterrompue, continue dans le temps de la partie intégrale par la par-tie proportionnelle évitant le comportement transitoire instable notam- ment oscillant décrit ci-dessus et cela de manière optimale et sans coupure. Il est également avantageux d'initialiser la partie intégrale en fonction d'une variation entre la grandeur de sortie de la partie proportionnelle de la régulation appelée actuellement et de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle de la régulation appelée directement avant. Cela permet de réaliser d'une manière particulièrement simple et sûre la compensation réciproque entre la partie proportionnelle et la partie intégrale. Il est également avantageux que la variation entre la grandeur de sortie de partie proportionnelle de la régulation actuelle- ment en oeuvre et que la grandeur de sortie de partie proportionnelle de la régulation mise en oeuvre directement avant soit limitée à des valeurs supérieures ou égales à O. Cela permet de réduire dans le cas d'un paramètre de fonctionnement de l'unité d'entraînement qui dépasse sa valeur de consigne et ainsi d'une partie proportionnelle diminuant, l'augmentation de la partie intégrale du fait de l'initialisation en fonction de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle. Il est en outre avantageux que l'initialisation de la partie intégrale soit limitée vers le haut à la grandeur de sortie de la partie intégrale elle-même. Cela permet d'éviter une augmentation de la grandeur de sortie de la partie intégrale qui dépasserait la régulation intégrale elle-même. Il est également avantageux si l'initialisation de la partie intégrale est limitée vers le haut à la différence entre la grandeur de 15 sortie de la partie intégrale et la variation entre la grandeur de sortie de la partie proportionnelle de la régulation mise en oeuvre actuellement et de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle de la régulation mise en oeuvre directement avant, si cette différence est supérieure à 0 et si par ailleurs l'initialisation de la partie intégrale est limitée vers le 20 haut à la valeur O. Cela permet d'assurer la compensation réciproque souhaitée entre la partie proportionnelle et la partie intégrale de la régulation c'est-à-dire que la somme de la grandeur de sortie de partie intégrale et de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle qui est inférieure à 0 sera relevée à la valeur 0 par la limitation suivante de la 25 valeur minimale pour couper de cette manière l'action de la régulation par la partie proportionnelle et la partie intégrale. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les 30 dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un schéma par blocs d'un dispositif selon l'invention pour la gestion d'une unité d'entraînement comportant une régulation d'un paramètre de fonctionnement de l'unité d'entraînement ; -la figure 2 montre un diagramme fonctionnel pour la description du procédé et du dispositif de l'invention ; - la figure 3 montre un exemple de chronogramme de la vitesse de rotation et du couple ; et - la figure 4 montre un second exemple d'un chronogramme de la vitesse de rotation et du couple. Description d'un mode de réalisation de l'invention Selon la figure 1, la référence 20 désigne un dispositif de gestion d'une unité d'entraînement ou unité motrice. L'unité d'entraînement sert par exemple à entraîner un véhicule et pour cela elle comporte un moteur à combustion non représenté à la figure 1. Le dispositif 20 est la commande du moteur ou un appareil de commande du moteur ou encore elle est implémentée sous la forme d'un pro-gramme et/ ou d'un circuit dans un tel appareil de commande ou de gestion de moteur. Dans le cas de l'utilisation d'un moteur à combustion interne il peut s'agir par exemple d'un moteur à essence ou d'un moteur diesel. Le dispositif 20 comprend un régulateur ou une régulation 1 qui asservit une valeur réelle d'un paramètre ou grandeur de fonctionnement de l'unité d'entraînement sur une valeur de consigne de ce paramètre de fonctionnement ou grandeur de fonctionnement. Dans la suite on supposera à titre d'exemple que la régulation 1 est une régulation de vitesse de rotation qui asservit la valeur réelle nréel de la vitesse de rotation du moteur à la valeur de consigne neons de la vitesse de rotation du moteur. Pour cela, la régulation de vitesse de rotation 1 comporte un régulateur proportionnel ou partie proportionnelle 5 et un régulateur intégral ou partie intégrale 10. Un capteur de vitesse de rotation 65 saisit des valeurs discrètes de la vitesse de rotation du moteur qui s'appliquent comme valeur réelle nréel au dispositif 20. Le dispositif 20 comprend une mémoire de valeur de consigne 70 contenant la valeur de consigne neons de la vitesse de rotation du moteur. Dans la suite, à titre d'exemple, on supposera que la régulation de la vitesse de rotation 1 est une régulation de vitesse de rotation de ralenti ou plus simplement régulation de ralenti de sorte que la valeur de consigne neons de la vitesse de rotation du moteur est la va- leur de consigne de la vitesse de rotation de ralenti. Un premier sous- tracteur ou élément de soustraction 35 retranche de la valeur de consigne neons de la vitesse de rotation du moteur, la valeur réelle nréel de la vitesse de rotation du moteur. La différence A = ncons - nréel formée de cette manière constitue la déviation de régulation. Cette déviation est appliquée en entrée à la partie proportionnelle 5 et à la partie intégrale 10. A partir de la déviation de régulation A, la partie proportionnelle 5 forme une première demande P de grandeur de sortie pour l'unité d'entraînement. Cette grandeur de sortie est par exemple le couple ou la puissance ou encore une grandeur dérivée du couple et/ou de la puissance. Dans la suite, on supposera à titre d'exemple que la grandeur de sortie est un couple. En fonction de la déviation de régulation A, la partie intégrale 10 fournit une seconde demande I de couple à l'unité d'entraînement. Un additionneur 60 additionne la première demande P 15 et la seconde demande I de couple pour l'unité d'entraînement donnant une demande résultante pour le régulateur 1. Le régulateur 1 comprend ainsi les composants suivants : un premier soustracteur 35, une partie proportionnelle 5, une partie intégrale 10 et un additionneur 50. La demande résultante de couple pour l'unité 20 d'entraînement est fournie à un limiteur 60 ; celui-ci limite la demande résultante vers le bas à la valeur 0 et vers le haut à une valeur limite supérieure obtenue par application. Le limiteur 60 fournit à sa sortie ainsi la demande résultante, limitée du régulateur 1 au couple de l'unité d'entraînement. Cette demande résultante le cas échéant limitée 25 est appliquée à un quatrième soustracteur 55. Le dispositif 20 comprend en outre une troisième partie 15 réalisée ci-après à titre d'exemple comme partie différentielle. La partie différentielle 15 reçoit du capteur de vitesse de rotation 65, les valeurs réelles discrètes dans le temps nréel de la vitesse de rotation du moteur. La partie différentielle 15 30 comprend une unité d'activation 25 qui active la partie différentielle 15 en fonction de la valeur réelle nréel de la vitesse de rotation du moteur. C'est ainsi qu'on peut par exemple prévoir que l'unité d'activation 25 active la partie différentielle 15 dans une plage de fonctionnement de l'unité d'entraînement dans laquelle la valeur réelle nréel de la vitesse de 35 rotation du moteur se situe dans une plage prédéterminée par exemple n 1 Dans le cas où AI est supérieur à 0 et inférieur I, la va-leur d'initialisation Init correspond à la différence AI à la sortie du troisième soustracteur 45. De cette manière, la partie intégrale 10 est initialisée par la signal de sortie ou par la première demande P de la partie proportionnelle 5 de façon que la première demande P et que la seconde demande I de couple pour l'unité d'entraînement se compen- sent juste. Ainsi la régulation de vitesse de rotation 1 est appelée de manière discrète dans le temps selon la trame de temps de la fréquence de détection du capteur de vitesse de rotation 65 pour former la de- mande résultante de couple pour l'unité d'entraînement à la sortie de l'additionneur 50 ; la partie intégrale 10 est initialisée à chaque appel ou mise en oeuvre de l'unité de régulation 1. Dans la même trame de temps, on appelle également la partie différentielle 15 dans la mesure où elle est activée pour former la troisième demande D ; ainsi dans cette trame de temps, à chaque instant de détection du capteur de vitesse de rotation 65 on formera également une valeur pour l'ensemble de la de-mande résultante MS de couple pour l'unité d'entraînement. Pour initialiser la partie intégrale 10 selon la figure 2 on initialise cette partie en fonction de la différence AP de la première demande P et ainsi en fonc- tion de la variation entre la première demande P de la partie proportionnelle 5 de la régulation de vitesse de rotation 1, actuelle c'est-à-dire mise en oeuvre en dernier lieu et la première demande Ri de la partie proportionnelle 5 de la régulation de vitesse de rotation appelée directement avant c'est-à-dire la dernière régulation appelée. Dans le cas où AI est inférieur à 0 et inférieur à I, on initialise la partie intégrale 10 par la valeur 0 ; dans ce cas, si la valeur réelle nréel de la vitesse de rotation du moteur diminue, le signal de sortie et ainsi la demande résultante du régulateur 1 pour le couple de l'unité d'entraînement est négatif et sera limité vers le bas à la valeur 0 par le limiteur 60. Dans ce cas, le régulateur de vitesse de rotation 1 ne fournit aucune participation au quatrième soustracteur 55 et reste ainsi hors service. Dans le cas où I est inférieur à 0 ou inférieur à AI, on initialise la partie intégrale 10 par la seconde demande I et on travaille exactement comme avec la partie intégrale de l'état de la technique. Le fonctionnement de l'invention sera décrit ci-après à l'aide des figures 3 et 4. La figure 3 montre dans un unique diagramme mais avec deux échelles selon les ordonnées, d'une part le chronogramme de la vitesse de rotation et d'autre part le chronogramme de la demande de couple. La figure 3 décrit ainsi le cas d'une inversion de gaz à partir d'une vitesse de rotation de moteur relativement élevée. Ainsi un premier instant t_ lle conducteur du véhicule libère brutalement la pédale d'accélérateur. A ce premier instant t_1 la valeur réelle nréel de la vitesse de rotation du moteur est d'environ 2250 tours par minute. A partir de ce premier instant la valeur réelle nréel de la vitesse de rotation du moteur chute brutalement. Malgré qu'au premier instant t_1 le conducteur ait libéré brusquement la pédale d'accélérateur, la pédale demande un certain temps pour revenir à sa position de repos stationnaire. Lors de l'actionnement de la pédale d'accélérateur, la seconde demande I est bloquée ou maintenue constante à une valeur prédéfinie ; dans cet exemple cette valeur est d'environ 90 Nm. Lorsqu'on atteint une position prédéfinie de la pédale d'accélérateur, la seconde demande I est libérée. Cette position prédéfinie de la pédale d'accélérateur est atteinte à un second instant to qui suit le premier instant Comme la valeur réelle nréel au second instant to dépasse encore de manière importante la valeur de consigne neons de la vitesse de rotation du moteur, la seconde demande I chute également à partir de ce second instant to.La valeur de consigne ncona de la vitesse de rotation du moteur se situe alors à 780 tours par minute. La première partie P se comporte proportionnellement à la déviation de régulation 0 ; toutefois comme cela est connu mais non représenté à la figure 1, cette partie est limitée vers le bas à une valeur prédéfinie ; dans cet exemple, cette valeur est égale à - 350 Nm. A partir d'un instant compris entre le premier instant t_1 et le second instant to, la première demande P augmente au-delà de cette valeur limite inférieure et se développe ensuite proportionnellement à la déviation de régulation A. Comme la première demande P est négative et que son amplitude est tout d'abord supérieure à celle de la seconde de-mande I, positive, on aura la sortie du premier additionneur 50, une valeur négative limitée vers le bas à 0 par le limiteur 60. Il est prévu de façon avantageuse que la partie différentielle 15 soit activée selon un état de fonctionnement de l'unité d'entraînement et que partie intégrale 10 ne soit initialisée qu'en fonction de la première demande P, si la partie différentielle 15 est activée. Dans le cas contraire, la partie intégrale 10 fonctionne de manière habituelle et sera initialisée par la seconde demande I déterminée en der-nier lieu. Cela est représenté à la figure 1 par un commutateur commandé 110. Ce commutateur est commandé par l'unité d'activation 25 pour relier le signal de sortie I à l'entrée d'initialisation 115 de la partie intégrale 10 pour que la valeur d'initialisation Init soit égale à I ou encore pour que la sortie de l'unité d'initialisation 30 soit appliquée à l'entrée d'initialisation 115. Cela est également représenté de manière correspondante à la figure 2. Si ainsi la partie différentielle 15 est activée par l'unité d'activation 25, cette unité d'activation 25 demande au commutateur commandé 110 de relier la sortie de l'unité d'initialisation 30 à l'entrée d'initialisation 115 de la partie intégrale 10. Dans le cas contraire, c'est-à-dire si la partie différentielle 15 est neutralisée, l'unité d'activation 25 demande au commutateur commandé 110 de relier la sortie de la partie intégrale 10 à l'entrée d'initialisation 115. L'activation de la partie différentielle 115 se fait selon l'état de fonctionnement de l'unité d'entraînement. L'état de fonctionnement de l'unité d'entraînement peut se déterminer par exemple en fonction de la valeur réelle nréel de la vitesse de rotation du moteur. Pour cela, la valeur réelle nréel de la vitesse de rotation du moteur est égale-ment appliquée à l'unité d'activation 25. Dans une plage prédéfinie de la valeur réelle nréel de la vitesse de rotation du moteur qui comprend par exemple la valeur de consigne neons, l'unité d'activation 25 met en oeuvre la partie différentielle 15 et demande au commutateur commandé 110 de relier la sortie de l'unité d'initialisation 30 à l'entrée d'initialisation 15 115 de la partie intégrale 10. En dehors de cette plage prédéfinie de vitesse de rotation, l'unité d'activation 25 neutralise la partie différentielle 15 et demande au commutateur commandé 110 de relier la sortie de la partie intégrale 10 à l'entrée d'initialisation 115. La figure 1 montre que la valeur réelle nréel de la vitesse 20 de rotation du moteur est appliquée à la fois à l'unité d'activation 25 et à la partie différentielle 15 elle-même de sorte que cette partie différentielle 15 peut déterminer et fournir la troisième demande D, proportionnellement au gradient dans le temps de la valeur réelle nréel de la vitesse de rotation du moteur, gradient fourni par la partie différentielle 15. 25 On suppose maintenant à titre d'exemple que la plage de vitesse de rotation prédéfinie pour activer la partie différentielle 15 est définie comme suit : 0 REVENDICATIONS 1. Procédé de gestion d'une unité d'entraînement avec une régulation (1) d'un paramètre de fonctionnement de l'unité d'entraînement notamment de la vitesse de rotation, la régulation (1) ayant une partie propor- tionnelle (5) et une partie intégrale (10), caractérisé en ce que la partie intégrale (10) est initialisée en fonction de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle (5). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie intégrale (10) est initialisée en fonction du signal de sortie de la partie proportionnelle (5) de façon que la somme de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle (5) et de celle de la partie intégrale (10) n'augmentent pas. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la régulation (1) est mise en oeuvre de manière discrète dans le temps et la partie intégrale (10) est initialisée à chaque mise en oeuvre de l'unité de régulation (1). 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie intégrale (10) est initialisée en fonction d'une variation entre la grandeur de sortie de la partie proportionnelle (5) de la régulation (1) actuellement mise en oeuvre et de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle (5) de la régulation (1) mise en oeuvre juste avant. 5) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la variation entre la grandeur de sortie de la partie proportionnelle (5) de la régulation (1) actuellement mise en oeuvre et de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle (5) de la régulation (1) mise en oeuvre directement avant est limitée à des valeurs supérieures ou égales à 0. 6) Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'initialisation de la partie intégrale (10) est limitée d'elle-même vers le haut à la grandeur de sortie de la partie intégrale (10). 7) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'initialisation de la partie intégrale (10) vers le haut est limitée à la différence entre la grandeur de sortie de la partie intégrale (10) et la varia- tion entre la grandeur de sortie de la partie proportionnelle (5) de la régulation (1) actuellement mise en oeuvre et de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle (5) de la régulation (1) mise en oeuvre juste avant, si cette différence est supérieure à 0, et par ailleurs l'initialisation de la partie intégrale (10) vers le haut est limitée à la va- leur O. 8) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la somme de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle (5) et 20 celle de la partie intégrale (10) est limitée vers le bas à la valeur O. 9) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' à la régulation (1) on combine une grandeur de sortie d'une troisième 25 partie (15) notamment d'une partie différentielle, cette troisième partie (15) étant activée suivant l'état de fonctionnement de l'unité d'entraînement notamment en fonction de la vitesse de rotation, et la partie intégrale (10) est ensuite initialisée en fonction de la grandeur de sortie de la partie proportionnelle (5) que si la troisième partie (15) est 30 activée. 10) Dispositif (20) de gestion d'une unité d'entraînement comportant une régulation (1) d'un paramètre de fonctionnement de l'unité d'entraînement notamment de la vitesse de rotation, la régulation (1) 35 ayant une partie proportionnelle (5) et une partie intégrale (10),caractérisé en ce qu' une unité d'initialisation (30) initialise la partie intégrale (10) en fonction d'une grandeur de sortie de la partie proportionnelle (5).5