Brevet FR2963771A1 — publié le 20120217

PROCEDE DE COMMANDE D'UN ACTIONNEUR PRESENTANT UNE FONCTION DECRASSAGE [0001] L'invention concerne un procédé de commande d'actionneurs d'un véhicule automobile, en particulier pour des actionneurs utilisés dans un véhicule hybride et susceptibles de subir un encrassement. [0002] La lutte contre la pollution atmosphérique a conduit les constructeurs automobiles à développer des véhicules à plus faible consommation de carburant. [0003] Une solution consiste notamment à récupérer l'énergie perdue ou gaspillée pendant le roulage du véhicule (énergie dépensée pour le freinage par exemple) pour l'utiliser pour actionner un moteur électrique de traction, en supplément du moteur à combustion interne. Le fonctionnement du moteur électrique nécessite en général une source d'énergie électrique à haute tension (généralement des batteries hautes tension), c'est-à-dire une tension plus élevée que la tension habituelle de la batterie basse tension équipant le véhicule (généralement 12 V). Lorsque le véhicule est uniquement entraîné par le moteur électrique, le moteur à combustion interne est arrêté et l'alternateur couplé au vilebrequin du moteur à combustion interne ne délivre alors aucun courant. Les périphériques électriques (essuie-glaces, phares, radio, actionneurs mécaniques...) sont alors alimentés soit par la batterie basse tension, soit par un convertisseur continu/continu transformant la tension de la source d'énergie vers la tension du réseau de bord du véhicule. [0004] Une autre solution pour diminuer la consommation de carburant, éventuellement combinable avec la première, consiste à arrêter et à redémarrer automatiquement le moteur thermique si certaines conditions de roulage (par exemple immobilisation du véhicule à un feu de signalisation) sont réunies. Le redémarrage du moteur à combustion interne est généralement effectué par l'intermédiaire de l'alternateur. L'alternateur fonctionne alors en moteur électrique alimenté par la batterie basse tension afin d'entraîner le vilebrequin du moteur à combustion interne en rotation. Un tel alternateur réversible est généralement désigné par le terme d'alternodémarreur. [0005] Le redémarrage du moteur à combustion interne induit des fluctuations de tension importantes aux bornes de la batterie basse tension et sur le réseau de bord du véhicule. Ces fluctuations doivent être limitées en amplitude et en durée afin de ne pas perturber le fonctionnement des périphériques électriques connectés sur le réseau de bord. Plutôt que de chercher à maintenir à tout prix la tension de la batterie basse tension sur le réseau de bord, certains constructeurs visent à rendre le fonctionnement du véhicule et de ses périphériques électriques compatibles avec des baisses transitoires de tension sur le réseau de bord. Certains développements visent notamment à permettre de poursuivre l'utilisation normale de périphériques électriques avec une tension du réseau de bord réduite à 11 V au lieu d'une tension usuelle 13,5 V. [0006] Un certain nombre d'actionneurs sont alimentés par le réseau de bord. La plupart de ces actionneurs sont commandés en modulation de largeur d'impulsion. Pour certains actionneurs, la baisse de la tension du réseau de bord peut être compensée en augmentant le rapport cyclique des impulsions d'alimentation. On peut alors réutiliser des actionneurs préexistants conçus pour des réseaux de bord rencontrant des fluctuations de tension moindres. [0007] Dans certains cas de vie, les actionneurs alimentés par le réseau de bord ne peuvent pas être réutilisés en modifiant simplement le rapport cyclique d'impulsion. Ainsi, certains actionneurs peuvent subir un encrassement conduisant au blocage de leur partie mobile. Pour éviter ou éliminer un tel blocage, de tels actionneurs sont dimensionnés pour être alimentés régulièrement à pleine puissance. L'élimination ou la prévention d'un blocage lorsque la tension sur le réseau de bord est réduite implique par conséquent de surdimensionner de tels actionneurs, afin que leur partie mobile soit déplacée avec un effort suffisant. Cet effort est le plus souvent le facteur de dimensionnement de l'actionneur. Un inconvénient majeur est alors qu'un tel actionneur présente un surcoût important, du fait de la nécessité d'utiliser une plus grande quantité de matières premières pour obtenir ces mêmes performances avec la tension réduite. Un autre inconvénient majeur est que de tels actionneurs doivent être développés spécifiquement pour ce modèle de véhicule. En effet, les actionneurs développés pour une tension 13,5V pour des modèles précédents ou pour des modèles sans fonction d'alternodémarreur ne sont pas correctement dimensionnés pour un tel fonctionnement et ne sont donc pas utilisables. De telles exigences constituent un frein important au développement de nouveaux modèles munis d'alternodémarreurs. [0008] L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L'invention porte ainsi sur un procédé de commande d'un actionneur comportant un organe mobile et alimenté par un réseau de bord présentant alternativement une tension nominale et une tension inférieure à la tension nominale, l'actionneur comprenant une fonction de décrassage par déplacement de son organe mobile, le procédé comprenant les étapes successives de : [0009] a) détection d'une tension sur le réseau de bord inférieure à la tension nominale ; [0010] b) détection et mémorisation d'une incapacité à exécuter avec succès la fonction de décrassage ; [0011] c) détection d'une tension sur le réseau de bord au moins égale à la tension nominale et exécution de la fonction de décrassage. [0012] Selon une variante, l'étape c) est suivie d'une étape d) de détection d'une incapacité à exécuter avec succès la fonction de décrassage et de génération d'un signal d'erreur. [0013] Selon encore une variante, le signal d'erreur généré bloque l'exécution de la fonction de décrassage. [0014] Selon une autre variante, le signal d'erreur généré bloque le déplacement de l'organe mobile. [0015] Selon encore une autre variante, la fonction de décrassage est exécutée moins de deux secondes après la détection d'une tension au moins égale à la tension nominale sur le réseau de bord lors de l'étape c). [0016] Selon une variante, l'exécution de la fonction de décrassage inclut l'excitation de l'actionneur de façon à assurer le déplacement de son organe mobile sur toute sa course. [0017] Selon encore une variante, l'étape b) bloque l'exécution de la fonction de décrassage jusqu'à l'étape c). [0018] Selon encore une autre variante, le procédé comprend l'exécution d'une commande de décrassage entre les étapes a) et b) et la détection d'une incapacité à exécuter cette commande avec succès. [0019] Selon une variante, l'excitation de l'actionneur est effectuée par modulation de largeur d'impulsion. [0020] Selon encore une variante, la position de l'organe mobile est régulée par l'intermédiaire d'une boucle de rétroaction déterminant la position réelle de l'organe mobile de l'actionneur, la détection de l'incapacité à exécuter avec succès la fonction de décrassage étant effectuée en fonction d'un écart entre une position de consigne appliquée sur l'actionneur et la position réelle de l'organe mobile de l'actionneur. [0021] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : -la figure 1 est une représentation schématique d'un exemple de réseau de bord d'un véhicule automobile ; - la figure 2 est un diagramme illustrant l'évolution du niveau de tension sur le réseau de bord ; - la figure 3 est un logigramme illustrant le fonctionnement d'un procédé de commande d'un actionneur selon un mode de réalisation de l'invention. [0022] La figure 1 représente schématiquement un réseau de bord 7 d'un véhicule automobile. Un alternodémarreur 1, une batterie 2, et des actionneurs 3 sont connectés entre la tension Vr du réseau de bord (d'une valeur nominale 13,5 V en fonctionnement normal) et un potentiel de masse. Un boîtier de connexion 5 permet de connecter sélectivement une batterie 4 au réseau de bord 7. La batterie 4 présente une tension plus élevée que la batterie 2 et une capacité plus élevée pour alimenter un moteur électrique non illustré. Le boîtier de connexion 5 comprend un transformateur continu/continu 6 d'alimenter si besoin le réseau de bord 7 au moyen de la batterie 4. [0023] L'alternodémarreur 1 est une machine électrique réversible. L'alternodémarreur 1 fonctionne en alternateur et donc en générateur d'énergie électrique en dehors des phases de démarrage. L'alternodémarreur 1 fonctionne en moteur lors des démarrages pour entraîner le moteur à combustion interne (non illustré). Durant un démarrage, l'alternodémarreur 1 forme un important consommateur d'énergie électrique, susceptible d'abaisser la tension sur le réseau de bord 7. Lors d'un démarrage, la tension de réseau de bord chute transitoirement jusqu'à un niveau de tension abaissé. La tension sur le réseau de bord 7 pourra être régulée à ce niveau de tension abaissé pendant la durée du démarrage. Les actionneurs 3 et les périphériques connectés au réseau de bord 7 sont commandés pour compenser ce niveau de tension abaissé mais régulé tant que le niveau de tension abaissé est maintenu. Le fonctionnement des actionneurs et périphériques pourra être dégradé lorsque la tension de seuil tombe sous le niveau de tension abaissé. Pour des actionneurs ou périphériques commandés par une modulation à largeur d'impulsion, le rapport cyclique du signal de commande pourra être accru pour compenser la tension d'alimentation abaissée sur le réseau de bord 7. L'activation des actionneurs 3 peut être réalisée de façon connue en soi par l'intermédiaire d'un calculateur (non illustré). [0024] La figure 2 est un diagramme illustrant la tension Vr sur le réseau de bord 7 durant différentes phases de fonctionnement. En fonctionnement normal, la tension du réseau de bord 7 est par exemple de l'ordre 13,5V, soit son niveau nominal. Durant la phase identifiée par cbt, le réseau de bord 7 est dans une condition de basse tension régulée, par exemple suite à un démarrage par l'alternodémarreur 1. La tension Vr chute jusqu'à un niveau d'approximativement 11V sur le réseau de bord 7, soit un niveau abaissé. En fonction des démarrages, la tension sur le réseau de bord 7 peut ainsi alterner entre le niveau nominal et le niveau abaissé. [0025] Au moins un des actionneurs comporte une fonction de décrassage par déplacement de son organe mobile, cette fonction étant contrôlée par le calculateur. En effet, pour des actionneurs susceptibles de s'encrasser par accumulation de dépôts (par exemple des suies ou poussières dans une vanne EGR), on prévoit généralement une fonction de décrassage consistant par exemple à appliquer une consigne de déplacement maximal de l'organe mobile. Lors d'un tel déplacement, les dépôts accumulés ont une forte probabilité de se détacher, l'effort exercé sur l'organe mobile étant maximal. [0026] Lorsque la tension Vr chute sous un seuil (fixé à 12,5V dans l'exemple), on considère que la tension atteint le niveau abaissé, qui est ensuite régulé. Dans l'exemple, le passage dans la phase cbt est détecté lors du passage du niveau de tension 13,5V vers le niveau de tension 11 V lors du franchissement du seuil 12,5V. Le franchissement de ce seuil à la baisse est détecté par le calculateur, de sorte que le calculateur peut ensuite appliquer des commandes spécifiques sur l'actionneur 3, afin de compenser la tension d'alimentation réduite disponible pour cet actionneur. [0027] Durant la phase cbt, il peut être déterminé si l'actionneur 3 a la capacité d'exécuter avec succès la fonction de décrassage. On détermine notamment si les efforts d'actionnement sont suffisants pour vaincre les efforts résistants liés à l'encrassement. Si une telle incapacité de décrassage est déterminée durant la phase cbt, cette incapacité est mémorisée. [0028] Lorsque la tension repasse au-dessus du seuil, on considère que la tension atteint le niveau nominal et la fonction de décrassage est alors exécutée. [0029] Ainsi, en mémorisant une incapacité à exécuter avec succès la fonction de décrassage, on peut procéder dans des conditions optimales à ce décrassage dès que la tension du réseau de bord revient au niveau nominal. On bénéficie alors de conditions optimales de décrassage, sans nécessiter de redimensionner au préalable l'actionneur. L'exécution du décrassage est de préférence déclenchée moins de 2 secondes après avoir détecté le retour au niveau nominal. Des actionneurs déjà largement utilisés en série pourront être inclus dans le véhicule. De plus, la majeure partie de la stratégie de commande déjà définie pour de tels actionneurs pourra être reprise. [0030] La figure 3 représente un logigramme d'un procédé de commande d'un tel actionneur 3. [0031] Lors d'une étape 101, on détermine si une condition de décrassage est remplie. La condition de décrassage peut être remplie si aucun décrassage n'a été effectué depuis une durée prédéterminée, si une accumulation d'un dépôt a été détectée, ou si une incapacité à effectuer un décrassage avec succès a été déterminée au préalable. L'étape 101 est rebouclée tant qu'une condition de décrassage n'est pas remplie. Si une condition de décrassage est détectée, on passe à l'étape 102. [0032] Lors de l'étape 102, on détermine si la tension du réseau de bord 7 est inférieure ou supérieure à un seuil de tension. Lorsque la tension est supérieure à ce seuil, on considère que le réseau de bord est à la tension nominale et on passe à l'étape 111. Lorsque la tension est inférieure à ce seuil, on considère que le réseau de bord est à la tension rabaissée et on passe à l'étape 121. [0033] A l'étape 121, on procède au décrassage de l'actionneur 3 dans les conditions d'une tension abaissée du réseau de bord 7. Le décrassage peut être réalisé de façon connue en soi en faisant osciller la position de l'organe mobile de l'actionneur, ou en lui faisant parcourir la course maximale disponible. [0034] A l'étape 122, on mesure un paramètre permettant de déterminer la capacité à exécuter le décrassage avec succès. Pour un actionneur 3 dont la position est régulée par l'intermédiaire d'une boucle de rétroaction, on peut notamment mesurer la dérive entre la position réelle de son organe mobile et la position de consigne. On peut également déterminer la présence d'un signal identifiant une impossibilité de déplacer l'organe mobile. On peut aussi mesurer un temps de réponse de l'élément mobile à une commande de déplacement. Ces mesures peuvent notamment être effectuées durant l'étape de décrassage 121. [0035] En fonction de cette mesure, on détermine à l'étape 123 si l'actionneur a la capacité d'exécuter la fonction de décrassage avec succès. Si tel n'est pas le cas, on passe à l'étape 124. Si l'actionneur a la capacité d'exécuter la fonction de décrassage avec succès, on retourne à l'étape 101. [0036] Lors de l'étape 124, l'incapacité d'exécuter le décrassage de l'actionneur 3 est mémorisée, par exemple dans un registre. La mémorisation d'une telle incapacité constitue une condition validant ultérieurement l'exécution d'un décrassage à l'étape 101. Durant l'étape 124, on mesure également le niveau de tension du réseau de bord 7. Tant que la tension du réseau de bord 7 n'a pas dépassé le seuil, on reboucle sur l'étape 124 pour éviter qu'un décrassage soit à nouveau déclenché alors que le réseau de bord 7 est à un niveau abaissé. Lorsque la tension du réseau de bord 7 dépasse le seuil, on retourne à l'étape 101, le processus passant alors aux étapes 102 et 111. [0037] A l'étape 111, on procède au décrassage de l'actionneur 3 dans les conditions d'une tension nominale du réseau de bord 7. Le décrassage de l'actionneur 3 est alors optimal. [0038] A l'étape 112, on mesure un paramètre permettant de déterminer la capacité à exécuter le décrassage avec succès. [0039] En fonction de cette mesure, on détermine à l'étape 113 si l'actionneur a la capacité d'exécuter la fonction de décrassage avec succès. Si tel n'est pas le cas, on passe à l'étape 114. Si l'actionneur a la capacité d'exécuter la fonction de décrassage avec succès, on efface le registre mémorisant une incapacité à exécuter le décrassage avec le seuil rabaissé, on considère que le décrassage de l'étape 111 a été effectif et on retourne à l'étape 101. [0040] A l'étape 114, on génère un signal d'erreur. La génération du signal d'erreur peut par exemple induire l'affichage d'un voyant d'erreur sur le tableau de bord du véhicule, le blocage de la fonction de décrassage ou le blocage du déplacement de l'organe mobile de l'actionneur jusqu'à une intervention de maintenance. [0041] L'invention s'applique notamment à des actionneurs utilisés dans des boucles de recyclage de gaz d'échappement, dans des turbocompresseurs, ou dans des électrovannes de doseurs d'air. REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'un actionneur (3) comportant un organe mobile et alimenté par un réseau de bord (7) présentant alternativement une tension nominale et une tension inférieure à la tension nominale, l'actionneur (3) comprenant une fonction de décrassage par déplacement de son organe mobile, le procédé comprenant les étapes successives de : a) détection (102) d'une tension (Vr) sur le réseau de bord (7) inférieure à la tension nominale ; b) détection et mémorisation (123) d'une incapacité à exécuter avec succès la fonction de décrassage ; c) détection (124) d'une tension (Vr) sur le réseau de bord (7) au moins égale à la tension nominale et exécution (111) de la fonction de décrassage. 2. Procédé de commande d'un actionneur selon la revendication 1, dans lequel l'étape c) est suivie d'une étape d) de détection (113) d'une incapacité à exécuter avec succès la fonction de décrassage et de génération (114) d'un signal d'erreur. 3. Procédé de commande d'un actionneur selon la revendication 2, dans lequel le signal d'erreur généré bloque l'exécution de la fonction de décrassage. 4. Procédé de commande d'un actionneur selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le signal d'erreur généré bloque le déplacement de l'organe mobile. 5. Procédé de commande d'un actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la fonction de décrassage est exécutée (111) moins de deux secondes après la détection d'une tension au moins égale à la tension nominale sur le réseau de bord lors de l'étape c). 6. Procédé de commande d'un actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'exécution de la fonction de décrassage inclut l'excitation de l'actionneur de façon à assurer le déplacement de son organe mobile sur toute sa course. 7. Procédé de commande d'un actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape b) bloque l'exécution de la fonction de décrassage jusqu'à l'étape c). 40 8. Procédé de commande d'un actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant l'exécution d'une commande de 30 35décrassage (121) entre les étapes a) et b) et la détection d'une incapacité à exécuter cette commande avec succès. 9. Procédé de commande d'un actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'excitation de l'actionneur est effectuée par modulation de largeur d'impulsion. 10. Procédé de commande d'un actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la position de l'organe mobile est régulée par l'intermédiaire d'une boucle de rétroaction déterminant la position réelle de l'organe mobile de l'actionneur, la détection de l'incapacité à exécuter avec succès la fonction de décrassage étant effectuée en fonction d'un écart entre une position de consigne appliquée sur l'actionneur et la position réelle de l'organe mobile de l'actionneur.15