Brevet FR2898389A1 — publié le 20070914

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de commande d'un organe d'actionnement d'un véhicule automobile en mode de fonctionnement normal et en mode de fin de course du véhicule. L'invention concerne également un procédé pour la mise en oeuvre de ce dispositif. Etat de la technique Le document DE 103 54 054 Al décrit un dispositif et un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne selon lequel on commande le volet d'étranglement. S'il y a une demande d'arrêt du moteur on met tout d'abord le volet d'étranglement dans une position fermée, dé-finie, puis on autorise l'arrêt. Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la vitesse maximale de la commande de l'organe d'actionnement en mode de fin de course est inférieure à la vitesse en mode normal. L'invention concerne également un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la vitesse maximale de commande de l'organe d'actionnement est plus faible en mode de fin de course qu'en mode normal. Le dispositif et le procédé selon l'invention tels que définis ci-dessus ont l'avantage vis-à-vis de l'état de la technique que même en mode de fin de course du moteur à combustion interne, on peut comman- der de manière sûre et fiable un organe d'actionnement du véhicule auto-mobile. Cela permet d'arrêter le véhicule sans que les organes d'actionnement soient préalablement mis en position de repos. Cela permet en outre que pendant le mode de fin de course du véhicule, on peut encore effectuer des mouvements de réglage de l'organe d'actionnement nécessaires par exemple pour la fin de course du moteur à combustion interne du véhicule ou pour des fonctions de test et de diagnostic au cours du fonctionnement de fin de course du véhicule. Une limitation de la vitesse maximale de la commande de l'organe d'actionnement est notamment avantageuse si l'organe d'actionnement comporte une butée contre laquelle il est déplacé par le moyen d'entraînement. Il suffit alors de limiter la vitesse maximale du mouvement de l'organe d'actionnement en direction de la butée. Le dispositif peut être réalisé d'une manière particulière-ment simple si tous les mouvements de l'organe d'actionnement sont limités par une vitesse maximale. Pendant le mode de fin de course on peut autoriser une nouvelle demande de démarrage sans que la remise à zéro ainsi déclenchée n'engendre des mouvements rapides indéfinis de l'organe d'actionnement. Il est particulièrement avantageux que le dispositif soit combiné à une régulation numérique de l'organe d'actionnement. Le dis-positif peut ainsi être réalisé pour qu'en mode de fin de course, on utilise un filtre passe-bas avec une constante de temps plus grande. Un tel dis-positif est particulièrement simple à réaliser. Pour reconnaître l'état de fonctionnement respectif du véhicule automobile, le dispositif peut exploiter simplement le signal de marche ou d'arrêt de l'allumage du véhicule. Dessins 15 La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un volet d'étranglement et un dispositif de commande du volet, 20 - la figure 2 montre une courbe caractéristique de la commande du volet d'étranglement, et - la figure 3 est un schéma du dispositif de l'invention. Description d'un mode de réalisation La figure 1 montre schématiquement une conduite 25 d'admission 10 d'un moteur à combustion interne d'un véhicule. Le mo-teur à combustion interne et le véhicule ne sont pas représentés dans un but de simplification. La conduite d'admission 10 aspire l'air nécessaire à la combustion dans le moteur à combustion interne. Pour influencer le débit d'air il est prévu un volet d'étranglement 3 monté pivotant autour 30 d'un axe de rotation 5. Un moteur 2 permet de tourner le volet d'étranglement 3 autour de l'axe 5 pour influencer ainsi la section d'écoulement libre dans la conduit d'admission 10. Le quantité d'air per-met d'influencer la puissance fournie par le moteur à combustion interne. Pour commander la position du volet d'étranglement 3 dans la conduite 35 d'admission 10 il est prévu un dispositif de commande 1 relié par une conduite de liaison 6 à l'entraînement 2 du volet d'étranglement. L'entraînement 2, qui est par exemple un moteur électrique, est relié mé-caniquement au volet d'étranglement 3 et par l'actionnement du moyen d'entraînement 2 on peut régler la position du volet d'étranglement 3 dans la conduite d'admission 10. Le moyen d'entraînement 2 fournit par la conduite de liaison 6 un signal de position du volet d'étranglement 3 au dispositif de commande 1 comme information de retour. La commande de la position du volet d'étranglement 3 se fait comme régulation, c'est-à-dire que le dispositif de commande 1 génère des signaux de commande pour obtenir la position souhaitée du volet d'étranglement 3. Des signaux de commande appropriés permettent au moyen d'entraînement 2 du dispositif de commande 1 de déplacer le volet d'étranglement dans les deux di-rections, c'est-à-dire à la fois dans le sens d'une augmentation de la section et aussi dans celui d'une réduction de la section. Pour limiter le mouvement du volet d'étranglement 3 dans la conduite d'admission 10 il y a des buées 4 représentées ici schématiquement comme des bossages dans la paroi de la conduite d'admission 15 10. De telles butées mécaniques 4 représentent ainsi une position de fin de course définie du volet d'étranglement 3 ; dans ce cas cette position correspond à la position de fermeture du volet d'étranglement 3. Le moyen d'entraînement 2 déplace le volet d'étranglement 3 de façon active en di-rection des butées 4. Toutefois, on ne souhaite pas que le volet 20 d'étranglement 3 rencontre les butées 4 avec une force et une vitesse maximales possibles par le moyen d'entraînement 2, car on risque alors d'endommager le volet d'étranglement 3. Cela peut se traduire à la fois par une déformation plastique du volet d'étranglement 3 et aussi par sa rupture. Même si dans le fonctionnement du véhicule il est prévu une ferme- 25 ture aussi rapide que possible du volet d'étranglement 3, l'approche de la butée 4 se fait de manière prudente pour éviter tout endommagement du volet d'étranglement 3. Cette solution sera décrite à l'aide de la figure 2. La figure 2 est un graphique donnant le degré d'ouverture du volet d'étranglement 3 en fonction du temps t. Un degré d'ouverture de 30 100 % correspond à l'ouverture complète du volet d'étranglement 3, c'est-à-dire que le volet d'étranglement 3 libère la section de passage maximale possible dans la conduite 10. Cela signifie que le volet d'étranglement 3 est aligné parallèlement à l'axe longitudinal de la conduite d'admission 10. Un degré d'ouverture de 0 % correspond à une fermeture complète du vo- 35 let d'étranglement, c'est-à-dire une section d'écoulement aussi faible que possible dans la conduite d'admission 10. Cela correspond à un état dans lequel le volet d'étranglement 3 est appliqué contre les bugées 4. Dans cet état, il n'y a plus qu'un filet d'air dans les intervalles minces entre le volet d'étranglement 3 et la paroi de la conduite d'admission 10. La figure 2 montre la fermeture du volet d'étranglement 3 passant de l'état d'ouverture totale (= 100 %) à l'état de fermeture totale (= 0 %). La courbe a représente la fermeture du volet d'étranglement 3 en fonctionnement normal du véhicule automobile. Un tel mode de fonctionnement normal du véhicule automobile est caractérisé par un mode de roulage normal, c'est-à-dire que toutes les fonctions normales du véhicule sont utilisées. Pour le volet d'étranglement, cela signifie qu'il est utilisé pour commander la quantité d'air alimentant le moteur à combustion interne et à partir des signaux d'utilisateur on réalise aussi rapide-ment que possible les étapes de roulage du moteur à combustion interne. La fermeture du volet d'étranglement 3 présenté à la figure 2 se fait suivant la courbe a à partir de l'état d'ouverture complète, à très grande vitesse en direction de la fermeture du volet d'étranglement. Pour cela, le 15 moteur ou moyen d'entraînement 2 est commandé par le dispositif de commande 1 avec la force maximale en direction de l'état fermé. Juste avant d'atteindre les butées on réduit toutefois de manière significative la vitesse d'actionnement du volet d'étranglement 3 pour garantir une approche lente du volet d'étranglement 3 contre les butées 4. Ce moyen évite le 20 rebondissement du volet d'étranglement 3 contre les butées 4 évitant tout risque d'endommagement du volet d'étranglement 3. Il peut également être nécessaire de générer des impulsions de commande dans le sens de l'ouverture pour freiner le volet d'étranglement dans sa vitesse élevée dans le sens de la fermeture. En mode de fonctionnement normal, on arrive à 25 une vitesse de fermeture très rapide pour la plus grande partie de la course d'actionnement et ce n'est qu'à proximité des butées que l'on diminue la vitesse de fermeture. Si un utilisateur du véhicule décide d'arrêter le véhicule, il termine le mode de fonctionnement normal du véhicule. Cela se fait ha- 30 bituellement dans le cas d'un véhicule automobile en ce que le conducteur tourne la clé de contact en arrière et termine ainsi le mode de fonctionne- ment normal. Dans les véhicules actuels, même lorsque le mode de fonc- tionnement normal est terminé, il est prévu un mode de fonctionnement de fin de course, c'est-à-dire que les dispositifs de commande correspon- 35 dants continueront de fonctionner pendant un court instant pour arriver à un arrêt défini du véhicule automobile. Selon l'invention, il est prévu une vitesse réduite de commande des organes d'actionnement pour ce mode de fonctionnement de fin de course du véhicule. Cela est indiqué à la figure 2 par la courbe b. Il apparaît qu'en mode de fin de course, on a une requête brutale demandant de mettre le volet en position de fermeture ; cette requête est traitée par la fonction temporelle lente du volet d'étranglement. A la figure 2, pour la courbe b, le fermeture du volet d'étranglement 3 se fait suivant une fonction de filtre passe-bas qui donne une constante de temps significativement plus longue par comparaison à la courbe a. Par exemple, la fermeture complète du volet d'étranglement en suivant la courbe a se fait de manière caractéristique à 100 msec alors que selon la courbe b la fermeture du volet d'étranglement ne se produit qu'après 250 msec. Comme lors de la fin de course du véhicule il n'est pas nécessaire de convertir aussi rapidement que possible une demande du conducteur, cette constante de temps plus longue et le mouvement plus lent qui lui correspond pour le volet d'étranglement en mode de fin de course est possible sans que cela ne soit perçu par le conducteur du véhicule. Du fait de la vitesse réduite du mouvement du volet d'étranglement en mode de fin de course, on ne risque pas qu'en cas de perturbation dans le mode de fin de course, le volet d'étranglement rencontre à vitesse élevée les butées 4. En mode de fonctionnement normal le réglage du volet d'étranglement se fait néanmoins d'abord à vitesse élevée et ce n'est que directement avant les butées 4 que cette vitesse sera ré-duite. Pendant la fin de course du véhicule, on a un risque élevé d'arrêt du dispositif de commande 1 et ainsi il n'est plus possible de diminuer la vitesse du volet d'étranglement 3 directement en amont des butées 4. C'est pourquoi, à partir d'un signal on reconnaît que le véhicule doit être arrêté, que la vitesse maximale à laquelle on actionne le volet d'étranglement 3 sera réduite pour n'autoriser plus qu'un déplacement lent tel que celui présenté par la courbe b de la figure 2. Si en effet pendant un mouvement rapide du volet d'étranglement 3, le dispositif de commande 1 est coupé, le volet d'étranglement 3 continue à se déplacer sur la butée 4 du fait de l'énergie cinétique du volet d'étranglement 3. Comme en mode de fin de course le risque est plus grand de couper le dispositif de commande, on fixe alors un mode de fin de course qui diminue la vitesse d'actionnement maximale possible du volet d'étranglement 3. En principe, il serait suffisant, pendant la fin de course, de limiter seulement la vitesse d'actionnement en direction de la butée 4. Dans la mesure où pour la fin de course des mouvements d'actionnement du volet d'étranglement 3 dans la direction de l'ouverture peuvent encore être nécessaires, ces mouvements peuvent également se faire plus rapi- dement, c'est-à-dire avec une vitesse maximale plus importante. Il est particulièrement simple naturellement de diminuer de façon générale la vitesse maximale de l'organe d'actionnement en fin de course. La figure 1 montre le dispositif de commande du volet d'étranglement 3 comme dispositif de commande distinct 1. Ce dispositif de commande 1 peut également faire partie d'un appareil de commande plus important, par exemple de la commande du moteur, qui assure non seulement la régulation de la position du volet d'étranglement 3, mais également d'autres fonctions de commande du moteur à combustion in-terne équipant le véhicule. Au démarrage du moteur à combustion interne on remet habituellement à zéro tous les dispositifs de commande pour que les cal-culs se fassent en commençant à partir d'un état initial. Lors d'une telle remise à l'état initial, les dispositifs de commande d'asservissement ne 15 traitent aucune autre opération de calcul. Si ainsi, pendant une fin de course du véhicule, le conducteur remet le véhicule en mode normal, pendant un court instant on ne pourra répondre à des fonctions de commande. Pendant cette phase, on ne peut faire aucune action de commande sur le volet d'étranglement 3. Au cours d'une telle remise à 20 l'état initial, avec le volet 3, partant de la vitesse instantanée au début de la remise à l'état initial et en s'appuyant sur l'énergie cinétique accumulée, on peut continuer à bouger. La limitation de la vitesse maximale pendant la fin de course évite ainsi que pendant cette opération de remise à l'état initial le volet d'étranglement ait une vitesse importante, avec pour risque 25 de frapper les butées 4 avec une énergie significative. On évite ainsi d'endommager le volet d'étranglement 3 au cours de sa remise à l'état initial. L'invention a été décrite dans le cas d'un volet d'étranglement 3 équipant une conduite d'admission 10 d'un moteur à 30 combustion interne. Le dispositif de commande d'un organe d'actionnement selon l'invention ou le procédé selon l'invention de com-mande d'un organe d'actionnement peuvent toutefois s'appliquer à tous les organes d'actionnement à commande électrique équipant un véhicule automobile. A côté du volet d'étranglement 3 présenté ici on peut par 35 exemple envisager un volet de mouvement de charge, une soupape de ré-introduction des gaz d'échappement, une soupape de dérivation d'un compresseur ou une soupape de dérivation d'un turbocompresseur de gaz d'échappement. De façon générale l'invention s'utilise dans tous les orga-nes de réglage d'un véhicule automobile ayant une butée mécanique pour l'une des positions de fin de course de l'organe d'actionnement. Une possibilité de conversion de la commande selon l'invention consiste à utiliser un filtre passe-bas pour commander l'organe d'actionnement et pour le fonctionnement normal on utilise une autre constante de temps qu'en mode de poussée. A la figure 3 on présente schématiquement différents blocs de travail pour une telle conversion dans le dispositif de commande 1. Un filtre passe-bas 100 reçoit ainsi une constante de temps 101 et un signal de souhait 102. Le signal de souhait ou de requête 102 est la position souhaitée pour l'organe d'actionnement, par exemple la position souhaitée du volet d'étranglement 3. Le filtre passe-bas 100 transforme la position 102 souhaitée de l'organe d'actionnement en un signal de commande de filtre passe-bas, approprié 103. Ce filtrage par la fonction passe-bas permet de tirer la position de l'organe d'actionnement non pas brutalement à la valeur souhaitée, mais avec une fonction de sortie 103 arrondie, filtrée passe-bas. En fonction de la constante de temps 101 appliquée au filtre passe-bas 100, on pourra réaliser les chronogrammes différents des courbes a et b de la figure 2. L'envoi de la constante de temps 101 est assuré par une unité de sélection 104 qui reçoit le signal de mode de fonctionnement 105. Ce signal de mode de fonctionnement peut par exemple être le signal d'allumage ou le signal marche/arrêt d'allumage comme cela est créé de façon caractéristique dans un véhicule automobile par l'actionnement de la clé de contact par le conducteur du véhicule. En fonction du signal décrivant cet état de fonctionnement 105, on sélectionne dans le dispositif de sélection 104, une constante de temps plus brève ou plus longue 101 pour le filtre passe-bas 100. Le dispositif selon la figure 3 peut être réalisé à la fois comme programme dans un circuit numérique correspondant ou aussi comme circuit analogique simple.30 REVENDICATIONS 1 ) Dispositif (1) de commande d'un organe d'actionnement (3) d'un véhicule automobile en mode de fonctionnement normal et en mode de fin de course du véhicule, caractérisé en ce que la vitesse maximale de la commande de l'organe d'actionnement est inférieure en mode de fin de course à la vitesse en mode normal. 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement (3) comporte une butée mécanique (4), l'organe d'actionnement (3) est déplacé en direction de la butée (4) ou pour s'écarter de la butée (4) par un moyen d'entraînement (2), et en mode de fin de course, on diminue la vitesse maximale à laquelle 15 l'organe d'actionnement (3) se déplace en direction de la butée (4). 3 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en mode de fin de course on diminue en général la vitesse maximale à 20 laquelle on actionne l'organe d'actionnement (3). 4 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en mode de fin de course, par une requête de départ d'un utilisateur du 25 véhicule, on déclenche une remise à l'état initial du véhicule (1) et pendant la remise à l'état initial, le dispositif (1) ne fournit aucun signal de commande concernant l'entraînement (2). 5 ) Dispositif selon la revendication 1, 30 caractérisé par une régulation numérique qui assure l'approche à la position souhaitée de l'organe d'actionnement (3). 6 ) Dispositif selon la revendication 5, 35 caractérisé en ce qu' on arrive à la position souhaitée à la manière d'un filtre passe-bas, et en mode de fonctionnement normal on utilise une constante de temps plus faible qu'en mode de fin de course.7 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mode de fonctionnement normal est reconnu par le signal de mise en marche de l'allumage et le mode de fonctionnement en fin de course est 5 décelé par le signal de coupure d'alimentation. 8 ) Procédé de commande d'un organe d'actionnement (3) d'un véhicule automobile en mode normal et en mode de fin de course du véhicule, caractérisé en ce que 10 la vitesse maximale de commande de l'organe d'actionnement est plus faible en mode de fin de course qu'en mode normal. 15