Brevet FR2947768A1 — publié le 20110114

L'invention concerne un procédé de gestion d'un actionneur pour véhicule automobile à quatre roues motrices, et concerne plus particulièrement la détermination du courant à transmettre à un tel actionneur à partir d'une consigne de couple souhaitée. Elle concerne aussi un véhicule automobile en tant que tel mettant en oeuvre un tel procédé, ainsi qu'un support informatique comprenant un programme d'ordinateur mettant en oeuvre tout ou partie de ce procédé. La figure 1 illustre schématiquement l'architecture d'un véhicule à quatre roues motrices de l'état de la technique. Un tel véhicule comprend un essieu 1 avant comprenant deux roues avant 2 et relié à un moteur 3. Il comprend de plus une transmission longitudinale 4 depuis le moteur 3 vers un actionneur 5 afin de transmettre un couple à l'essieu arrière 6 et entraîner les roues arrière 7. Pour cela, l'actionneur 5 reçoit une consigne de couple d'un calculateur 8 sous la forme d'un courant électrique, par une liaison électrique 9 entre le calculateur 8 et l'actionneur 5. Dans l'état de la technique, le calculateur 8 calcule une consigne de couple C, qui est transmise à l'actionneur 5 par l'intermédiaire d'un courant I. La traduction du couple C en courant I est obtenue par la courbe 10 de la figure 2, qui représente des valeurs de couple C en fonction du courant I, cette courbe 10 étant le résultat d'une cartographie nominale et statique de l'actionneur. Cette approche directe de l'état de la technique, souvent appelée par une dénomination anglo-saxonne � feedforward �, présente une précision insuffisante car de nombreux facteurs induisent un éloignement par rapport aux valeurs de cette courbe statique nominale 10, dans une large zone de dispersion comprise entre une courbe supérieure 11 et une courbe inférieure 12. On note notamment les facteurs de dispersion suivants : - le simple procédé de fabrication des actionneurs entraîne une différence entre les courbes 10 constatées pour différents actionneurs : il s'agit d'un phénomène en général connu sous la dénomination de dispersion de fabrication ; - un changement de condition thermique induit aussi une modification de cette courbe ; - le vieillissement des composants de l'actionneur entraîne aussi 10 une variation de son comportement avec le temps. Suite aux remarques précédentes, les couples de consigne calculés aujourd'hui par le calculateur 8 d'un véhicule automobile ne sont pas transmis avec précision et ne peuvent donc pas être suivis avec précision 15 par l'actionneur. Il en résulte que le véhicule automobile à quatre roues motrices ne se comporte donc pas de manière optimale. Le but de l'invention est de proposer une solution qui permet un suivi précis d'un couple de consigne par l'actionneur d'un véhicule automobile à 20 quatre roues motrices, et qui ne présente pas les inconvénients cités précédemment. A cet effet, l'invention repose sur un procédé de gestion d'un actionneur pour véhicule automobile à quatre roues motrices, comprenant une étape 25 de calcul d'au moins une consigne de couple � feedback � à transmettre à un actionneur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - mesure du couple transmis par l'actionneur par un capteur de couple ; - détermination d'un courant à transmettre à l'actionneur tenant compte de la comparaison entre le couple mesuré et la consigne de couple � feedback �. L'étape de détermination du courant à transmettre à l'actionneur peut être obtenue par une régulation en boucle fermée de type PID (proportionnel Proportionnel Intégral Dérivé) à partir de la différence entre le couple mesuré et la consigne de couple � feedback �, obtenue par un soustracteur. Le procédé de gestion peut comprendre les étapes supplémentaires suivantes : - calcul d'au moins une consigne de couple � feedforward �, - calcul d'un premier courant correspondant à la consigne de couple à partir d'une cartographie obtenue dans des conditions nominales pour l'actionneur, - détermination d'un second courant à partir de la régulation en boucle fermée à partir de la différence entre le couple mesuré et la consigne de couple � feedback �, - détermination d'un courant à transmettre à l'actionneur à partir du premier courant et du second courant. La détermination du courant à transmettre à l'actionneur peut être obtenue par l'addition du premier courant et du second courant à l'aide d'un additionneur. L'invention porte aussi sur un support informatique comprenant un programme informatique mettant en oeuvre le procédé de gestion d'un actionneur pour véhicule automobile à quatre roues motrices tel que défini précédemment. L'invention porte aussi sur un véhicule automobile à quatre roues motrices comprenant un moteur, deux essieux et un actionneur pour transmettre un couple moteur à au moins un essieu, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de couple permettant de mesurer le couple transmis par l'actionneur et un calculateur recevant la mesure de couple du capteur de couple et mettant en oeuvre le procédé de gestion de l'actionneur tel que défini précédemment. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 représente schématiquement l'architecture d'un véhicule automobile à quatre roues motrices selon l'état de la technique. La figure 2 représente la courbe nominale entre le couple C et le courant I transmis par un calculateur à un actionneur. La figure 3 représente schématiquement l'architecture d'un véhicule automobile à quatre roues motrices selon un mode d'exécution de l'invention. 25 La figure 4 représente schématiquement le procédé de calcul du couple de consigne par un calculateur selon le mode d'exécution de l'invention. Le concept de l'invention consiste à établir une régulation en boucle fermée du couple transmis par l'actionneur d'un véhicule automobile à20 quatre roues motrices afin de s'assurer que cette valeur du couple suive avec précision une consigne prédéterminée. Le mode d'exécution de l'invention repose sur l'architecture d'un véhicule automobile représentée à la figure 3, dans laquelle les mêmes composants conservent les mêmes références que sur la figure 2 déjà décrite. Le véhicule selon l'invention comprend particulièrement un capteur de couple 13 qui mesure le couple transmis par l'actionneur 5 à l'essieu avant 6 et renvoie la mesure au calculateur 8. Ce dernier met en oeuvre un procédé de gestion de l'actionneur qui comprend un calcul d'un courant I à transmettre prenant en compte cette mesure. Pour cela, le calculateur 8 peut présenter une architecture matérielle et/ou logicielle (hardware et/ou software), qui peut être mis en oeuvre totalement ou partiellement à l'aide d'un programme d'ordinateur placé sur un support informatique. Le procédé de gestion de l'actionneur selon le mode d'exécution préféré de l'invention comprend la combinaison entre une transmission d'une consigne de couple directe, dite � feedforward � FF, avec une régulation en boucle fermée sur la base d'une consigne de couple dite � feedback � FB. Plus précisément, le procédé mis en oeuvre dans le calculateur comprend un premier bloc 14 de détermination des valeurs de consigne FF et FB dans lequel il évalue à chaque instant, à partir des signaux disponibles sur le véhicule (vitesse roues, accélération véhicule, pente, actions sur les pédales, couple délivré par le moteur, mode de fonctionnement 4X4 sélectionné, niveau courant de couple transféré sur l'essieu arrière, température du coupleur...), le niveau de couple requis (et atteignable en fonction de l'état du coupleur) pour répondre à la volonté du conducteur dans une situation de conduite donnée. La fonction de transfert sera déterminée par mise au point. L'utilisation de cette requête de couple à transférer sur l'essieu arrière comme consigne commune FF et FB permet de dissocier la mise au point des deux techniques de contrôle et de désactiver l'une d'entre elles si nécessaire. Le procédé comprend également un deuxième bloc 15, sur lequel porte particulièrement l'invention, de traduction de la consigne souhaitée en courant électrique I finalement transmis à l'actionneur 5. Selon le mode d'exécution choisi, le deuxième bloc 15 comprend un premier sous-bloc 16 qui permet la détermination d'un courant 11 par l'inversion des caractéristiques nominales de l'actionneur à partir de la consigne directe FF, selon une courbe similaire à la courbe 10 de la figure 2 obtenue par une cartographie prédéfinie dans des conditions nominales de fonctionnement de l'actionneur. Ensuite, le deuxième bloc 15 comprend un second sous-bloc 17 qui consiste en un régulateur pour corriger l'écart entre le couple souhaité (par la consigne FB) et le couple mesuré Cm par le capteur de couple 13. Pour cela, le deuxième sous-bloc 17 comprend un régulateur de type PID (proportionnel Proportionnel Intégral Dérivé) comprenant en entrée cet écart obtenu par un soustracteur 18. 11 permet d'obtenir en sortie un second courant 12 de correction. La loi de commande du courant 12 fonction de l'écart de couple entre le couple mesuré Cm et le couple de consigne FB est obtenue lors de la mise au point du régulateur de type PID. Finalement, un additionneur 19 permet d'ajouter les deux courants 11 et 12 obtenus pas les deux sous-blocs 16, 17 pour obtenir le courant I transmis à l'actionneur 5. L'invention a été décrite avec un mode d'exécution combinant une détermination d'un courant selon une approche hybride � feedforward � et � feedback �. Cette solution est intéressante car le principe direct ou feedforward permet de pré-positionner la commande de couple à une certaine valeur, ce qui améliore la stabilité et la robustesse du bloc régulé ou feedback, qui est moins sollicité. Toutefois, l'invention ne se limite pas à la solution décrite et porte sur toute régulation incluant une boucle fermée, voire une architecture totalement fermée sans la partie feedforward. De plus, le régulateur proposé est avantageusement de type PID mais un autre type de régulateur pourrait aussi convenir. En outre, le procédé de gestion de l'actionneur permet d'être très précis dans l'estimation de la température dans le cas d'un actionneur de type embrayage présentant un glissement du ou des plateaux de disques (l'estimation de la température se fait avec la différence entre les vitesses d'entrée et de sortie de l'embrayage et le couple appliqué). Enfin, l'invention n'est pas limitée à un type d'actionneur particulier ni plus généralement à un type de technologie ou d'architecture particulière à quatre roues motrices d'un véhicule automobile.25 Revendications1. Procédé de gestion d'un actionneur (5) pour véhicule automobile à quatre roues motrices, comprenant une étape de calcul d'au moins une consigne de couple � feedback � (FB) à transmettre à un actionneur (5), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - mesure du couple (Cm) transmis par l'actionneur (5) par un capteur de couple (13) ; - détermination d'un courant (I) à transmettre à l'actionneur (5) 10 tenant compte de la comparaison entre le couple mesuré (Cm) et la consigne de couple � feedback � (FB). 2. Procédé de gestion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de détermination du courant (I) à transmettre à l'actionneur (5) est 15 obtenue par une régulation en boucle fermée de type PID (proportionnel Proportionnel Intégral Dérivé) à partir de la différence entre le couple mesuré (Cm) et la consigne de couple � feedback � (FB), obtenue par un soustracteur (18). 20 3. Procédé de gestion selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes supplémentaires suivantes : - calcul d'au moins une consigne de couple � feedforward � (FF), - calcul d'un premier courant (12) correspondant à la consigne de couple (FF) à partir d'une cartographie obtenue dans des conditions 25 nominales pour l'actionneur (5), - détermination d'un second courant (12) à partir de la régulation en boucle fermée à partir de la différence entre le couple mesuré (Cm) et la consigne de couple � feedback � (FB), - détermination d'un courant (1) à transmettre à l'actionneur (5) à 30 partir du premier courant (11) et du second courant (12). 4. Procédé de gestion selon la revendication 3, caractérisé en ce que la détermination du courant (I) à transmettre à l'actionneur (5) est obtenue par l'addition du premier courant (11) et du second courant (12) à l'aide d'un additionneur (19). 5. Support informatique comprenant un programme informatique mettant en oeuvre le procédé de gestion d'un actionneur pour véhicule automobile à quatre roues motrices selon l'une des revendications précédentes. 6. Véhicule automobile à quatre roues motrices comprenant un moteur (3), deux essieux (1, 6) et un actionneur (5) pour transmettre un couple moteur à au moins un essieu (6), caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de couple (13) permettant de mesurer le couple transmis par l'actionneur (5) et un calculateur (8) recevant la mesure de couple du capteur de couple (13) et mettant en oeuvre le procédé de gestion de l'actionneur (5) selon une des revendications 1 à 4.20