FR2784947A1 - Procede et dispositif d'evaluation du couple moteur maximal applicable dans un vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

Il est proposé un procédé et un dispositif d'évaluation du couple moteur maximal applicable dans un véhicule automobile. Le couple moteur effectif est pris comme couple moteur maximal applicable lorsque le patinage moyen des roues motrices passe par une valeur seuil de patinage dans le sens d'une augmentation du patinage.

Description

Procédé et dispositif d'évaluation du couple moteur maximal applicable
dans un véhicule automobile État de la technique L'invention concerne un procédé et un dispositif d'évaluation du couple moteur maximal
applicable dans un véhicule automobile.
Un procédé de ce type et un dispositif de ce type sont connus par exemple du système de régulation du patinage des roues décrit dans le document DE-A-44 30 180. Dans ce document, le couple moteur maximal transmissible de l'unité de propulsion du véhicule est évalué sur la base du coefficient de frottement évalué entre les roues motrices du véhicule et la chaussée. Le couple moteur délivré par l'unité de propulsion est alors maintenu à ce couple moteur maximal transmissible. Cette démarche permet une évaluation satisfaisante du couple moteur maximal transmissible, mais l'évaluation du coefficient de frottement peut comporter certaines incertitudes. C'est pourquoi l'invention a pour but d'indiquer des dispositions à l'aide desquelles la
détermination du couple moteur maximal transmissible est optimisée.
Par la publication "FDR - Die Fahrdynamikregelung von Bosch, par Anton van Zanten, Rainer Erhardt et Georg Pfaff, ATZ, Automobiltechnische Zeitschrift 1996, pages 674 à 689 ", on connaît un régulateur de patinage asservi à un régulateur de dynamique de roulement qui utilise un régulateur dit régulateur de vitesse de cardan. Celui-ci règle à une valeur de consigne
prédéterminée la vitesse de roue moyenne des roues motrices.
3 0 Avantages de l'invention La solution selon l'invention permet une évaluation fiable, optimisée, du couple moteur maximal
applicable (au niveau des roues).
De manière particulièrement avantageuse, l'évaluation est relativement simple et précise, les déclivités de la chaussée, pas plus que les côtes, les variations de masse du véhicule ou ses
accélérations n'influant sur le résultat de l'évaluation.
De manière particulièrement avantageuse, l'évaluation du couple moteur maximal applicable, dans certaines conditions, pour lesquelles l'évaluation ne fournirait pas un résultat satisfaisant, n'est pas modifiée. De telles situations de fonctionnement sont par exemple le franchissement d'une courbe, un état de fonctionnement avec phénomène d'aquaplaning, pendant une opération JiJiJmiiim là F -2- de changement de vitesse et/ou lors d'une intervention active du régulateur de dynamique de
roulement et/ou du régulateur de patinage.
De manière particulièrement avantageuse, lors de l'évaluation du couple moteur maximal applicable, le moment d'inertie de la chaine de propulsion peut également être pris en compte, ce
qui accroît encore la précision de l'évaluation.
Dessins L'invention est décrite ci-après de manière détaillée à l'aide des modes de réalisation représentés
sur les dessins.
- La figure I montre un schéma-bloc d'une unité de commande pour la commande du couple moteur d'une unité de propulsion d'un véhicule automobile, dans laquelle l'évaluation selon l'invention du couple moteur maximal applicable est mise en oeuvre; - La figure 2 montre le principe de l'évaluation à l'aide de courbes de patinage, et - La figure 3 représente un organigramme de mise en oeuvre d'un exemple de réalisation préféré.
Description d'exemples de réalisation
La figure I représente une unité de commande 10 qui comprend, pour l'essentiel, un microprocesseur 12, un circuit d'entrée 14, un circuit de sortie 16 et un système de communication 18 qui assure la liaison entre les différents composants mentionnés. L'unité de commande 10 reçoit par l'intermédiaire de lignes d'entrée 20 à 24, au niveau de son circuit d'entrée 14, des signaux en provenance de dispositifs de mesure 26 à 30, qui représentent les vitesses des roues du véhicule. En outre, une grandeur de fonctionnement qui représente le rapport de transmission actuel dans la chaîne de propulsion, par exemple le rapport actuel sélectionné, est transmise au circuit d'entrée 14 par un dispositif de mesure 34 adapté, via une ligne 32. Un signal qui représente le couple réel de l'unité de propulsion du véhicule automobile est également transmis, via une ligne d'entrée 50, par exemple par un dispositif de mesure 52 pouvant faire partie d'une unité de commande du moteur. Une grandeur qui représente la vitesse d'embardée, mesurée ou évaluée, du véhicule est transmise au circuit d'entrée 14 par un dispositif de mesure 56 adapté, via une ligne d'entrée 54. Des lignes d'entrée 36 à 40 sont encore prévues, lesquelles lignes délivrent des grandeurs de fonctionnement supplémentaires de l'unité de propulsion et/ou du véhicule fournies par des dispositifs de mesure 42 à 46, qui sont nécessaires
dans le cadre de la régulation du patinage et/ou de la régulation de la dynamique de roulement.
Des exemples de telles grandeurs de fonctionnement sont le régime du moteur, diverses grandeurs de température, l'angle de braquage, etc. Les dispositifs de mesure sont constitués de capteurs qui déterminent les grandeurs désignées ou, dans d'autres modes de réalisation, de dispositifs qui déterminent lesdites grandeurs à partir d'un signal ou de plusieurs signaux de mesure et peuvent faire partie de l'unité de commande 10 ou du microprocesseur 12. Via la ligne -3 - de sortie 48, l'unité de commande 10 agit sur un dispositif de réglage 58, par exemple sur une unité de commande du moteur, aux fins d'influer sur l'unité de propulsion du véhicule automobile. En ce qui concerne l'unité de propulsion, il s'agit, selon l'exemple de réalisation, d'un moteur à combustion interne, d'un moteur électrique, etc. Ceci est sans importance dans le cadre de la présente invention, étant donné qu'il s'agit d'évaluer le couple moteur maximal applicable sur la route. La connaissance du couple moteur maximal applicable est importante dans les systèmes de régulation du patinage et/ou dans les systèmes de régulation de la dynamique de roulement. Par exemple dans les dispositifs de régulation du patinage, il est judicieux de disposer de différents facteurs d'amplification de la régulation, en fonction de l'état de fonctionnement. En présence de coefficients de frottement faibles, l'amplification admissible est beaucoup plus faible que pour des coefficients de frottement élevés. La connaissance du couple moteur maximal applicable facilite l'adaptation des paramètres de régulation, le couple moteur maximal applicable étant beaucoup plus faible lorsque les coefficients de frottement sont faibles que lorsque les coefficients de frottement sont élevés. Les facteurs d'amplification de régulateur peuvent alors
être choisis en fonction du couple moteur maximal applicable.
Une autre situation de fonctionnement, dans laquelle la connaissance du couple moteur maximal applicable est très importante, est une situation de conduite consécutive à une intervention du régulateur de patinage ou du régulateur de dynamique de roulement, au cours de laquelle le couple moteur a été réduit et/ou après le franchissement d'une courbe allant de pair avec une réduction du couple moteur. Dans ce cas, le couple moteur maximal applicable sert à régler, dès
la fin de la situation de fonctionnement décrite, le couple moteur à la dernière valeur stationnaire.
Ceci est particulièrement important en relation dans le cadre du régulateur sur cardan d'une installation de régulation du patinage, décrit dans l'état de la technique cité en introduction, comportant un intégrateur destiné à régler la valeur finale stationnaire du couple moteur. La connaissance du couple moteur maximal applicable permet, dès la fin de l'une des situations de fonctionnement mentionnées plus haut, au début de la phase d'accélération qui entraîne une élévation du couple, de régler de manière suffisamment précise la valeur finale stationnaire de
manière à éviter des temporisations fâcheuses.
Le principe de base de la détermination du couple moteur maximal applicable est présenté dans ce qui suit à partir des diagrammes de la figure 2. Dans ceux-ci, le couple moteur Mant, qui est transmis des roues motrices à la route est indiqué en fonction du patinage moyen S1Kar de toutes les roues motrices. Comme le montre la figure 2a, le couple moteur maximal applicable MMaxAnt correspond au maximum de la courbe de patinage. Le couple moteur maximal applicable peut donc être déterminé en mémorisant le couple moteur au moment o le patinage moyen SIKar des roues motrices du véhicule, dans la direction de patinage positive, passe par la valeur de patinage optimale SlOpt associée au maximum de la courbe de patinage. Dans la pratique, ce principe de base est adapté aux conditions rencontrées localement, comme représenté -'4- à la figure 2b, en utilisant de la manière décrite plus haut le seuil de patinage SIStabGR à la place du patinage optimal pour déterminer le couple moteur maximal applicable. La raison à cela est que le patinage optimal SlOpt, dans la pratique, par exemple varie en fonction du coefficient de frottement. Le seuil de patinage pour déterminer le couple moteur maximal applicable est dérivé à partir de la valeur de patinage de consigne pour le régulateur de patinage, qui. du fait de la
traction satisfaisante à obtenir, se situe toujours dans le voisinage du patinage optimum.
Dans l'exemple de réalisation, préféré le couple moteur maximal applicable est déterminé à l'aide d'un programme de calcul du microprocesseur 12. Un exemple de programme est représenté sous
la forme d'organigramme à la figure 3.
Le programme représenté à la figure 3 est lancé à intervalles de temps prédéterminés. Au cours de la première étape 100, on détermine la valeur seuil du patinage SlStabGR, qui est à la base de la détermination du couple moteur. Pour cela, on recourt, dans l'exemple de réalisation préféré qui utilise un régulateur de patinage tel que décrit en introduction, au patinage de consigne pour le régulateur de cardan SlSoASR qui, afin d'assurer une bonne motricité, se situe dans le voisinage du patinage optimal. Dans les situations critiques, ce patinage de consigne est abaissé en faveur du guidage latéral et au détriment de la traction. C'est pourquoi on utilise en complément pour déterminer la valeur seuil de patinage SIStabGR un autre paramètre applicable (K_SIStabGR). La valeur seuil de patinage est alors formée en tant que valeur maximale sélectionnée de ces deux
grandeurs. Un exemple de valeur pour le paramètre applicable est 4%.
Après la valeur seuil de patinage, on détermine à l'étape 102 le couple moteur actuel MEstAnt qui est formé à partir du couple moteur effectif Mmot transmis par l'appareil de commande du
moteur et du rapport de démultiplication des forces U dans la chaîne de propulsion.
À l'étape 118, on mémorise le patinage moyen S1Kar de toutes les roues motrices ainsi que le patinage moyen SIKarF après filtrage de toutes les roues motrices, par exemple après filtrage
passe bas. A l'étape 120, on examine si l'on est en présence d'une phase d'accélération, c'est-à-
dire si le couple moteur croit. C'est le cas lorsque le patinage moyen des roues et le patinage moyen filtré des roues sont inférieurs au patinage de consigne SISoASR. Dans ce cas, conformément à l'étape 122, le couple moteur maximal applicable est formé en tant que sélection maximale du couple moteur maximal applicable et du couple moteur calculé à l'étape 102. Cette valeur est transmise à l'appareil de commande du moteur à l'étape 124, et le programme est terminé. L'appareil de commande du moteur établit cette valeur dans un état de fonctionnement au moins. Si la condition à l'étape 120 n'est pas remplie, le régulateur se trouve dans la phase de
réduction, c'est-à-dire dans une phase dans laquelle le couple moteur décroît.
À l'étape 104 on évalue la participation des roues motrices dans la force transversale Fquer. Ceci a lieu sur la base de la vitesse d'embardée vGier mesurée ou évaluée, de la vitesse du véhicule vFZG qui est calculée à partir des signaux de vitesse de roue, d'une vitesse maximale K_vFzgMAX applicable pour diminuer la précision du calcul pour les vitesses élevées ainsi que d'une charge d'essieu K_Achslast constante obtenue à partir de la somme des charges d'essieu l1Ii uI i _r -5 - statiques des roues motrices. Dans l'exemple de réalisation préféré, on utilise la relation suivante:
Fquer = IvGierl * MIN (vFZG, K_vFzgMAX) * KAchslast.
À l'étape d'interrogation 106, on examine si le couple moteur maximal applicable NMMaxAnt actuellement en mémoire est inférieur au produit de la force transversale Fquer et du rayon de roue K_rRad. Si c'est le cas, on est en présence d'un franchissement de courbe pour lequel le couple moteur maximal applicable déterminé, comme indiqué, serait trop faible. C'est pourquoi, lorsque la condition de l'étape 106 est remplie, il n'y a pas d'adaptation du couple moteur
maximal applicable, mais un arrêt du programme, puis son redémarrage à un instant déterminé.
L'arrière-plan de cette disposition est que les courbes de patinage représentées à la figure 2 sont d'autant plus aplaties que l'angle d'inclinaison des pivots de roues est plus important, c'est-à-dire
que le franchissement de courbe est plus extrême.
Si la condition de l'étape 106 n'est pas remplie, on arrive conformément à l'étape 108 à un indicateur qui est placé pendant une opération de changement de vitesse. À l'étape 110, on examine à l'aide de cet indicateur si l'on est en présence d'une opération de changement de vitesse. Lors d'une opération de changement de vitesse, des couples moteurs plus importants peuvent apparaître brièvement, le patinage des roues augmentant très fortement pendant un bref instant. Ceci pourrait avoir pour conséquence que les conditions prévues pour l'adaptation du couple moteur maximal applicable soient remplies, entraînant ainsi une perturbation de courte durée dans le couple moteur maximal applicable. C'est pourquoi, en présence d'un processus de
changement de vitesse, l'adaptation du couple moteur n'a pas lieu et le programme est terminé.
Si la réponse à l'étape 110 est non, on arrive, à l'étape 112, à un indicateur est qui indique un état de fonctionnement avec aquaplaning. Cet indicateur est placé par exemple en fonction des vitesses de roue des roues motrices et des roues non motrices. Si l'on est en présence d'un état de fonctionnement avec aquaplaning, conformément à l'étape 114, l'adaptation n'a pas lieu. Dans le cas contraire, on examine à l'étape 116 si un régulateur du véhicule agit dans le sens d'une stabilisation du véhicule, c'est-à-dire s'il y a une intervention du dispositif de régulation du patinage et/ou du dispositif de régulation de la dynamique de roulement. Dans une telle situation de fonctionnement, le couple moteur est diminué par le régulateur, de telle sorte que le couple moteur maximal applicable ne correspondrait plus au couple moteur maximal effectivement applicable. C'est pourquoi le programme est terminé également dans le cas d'une intervention
active et l'adaptation du couple moteur maximal applicable n'a pas lieu.
Dans cette phase de réduction, il peut arriver que le patinage de consigne passe par la valeur seuil de patinage SIStabTGR, dans la direction de patinage positive. Ceci est examiné au cours de l'étape 126 consécutive à l'étape 116, dans le cas d'une réponse NON; c'est le cas lorsque le patinage de consigne S1Kar est supérieur à la valeur seuil de patinage et que le patinage moyen filtré est inférieur à ladite valeur seuil de patinage. Dans ce cas, conformément à l'étape 128, le couple moteur maximal évalué MEstAnt est mémorisé comme couple moteur maximal Heaiu ila i_2i -6 - transmissible. Le couple moteur maximal applicable est alors fixé en tant que sélection minimale
entre le couple moteur maximal applicable mémorisé et le couple moteur formé à l'étape 102.
Vient ensuite l'étape 124 avec la fourniture à la régulation du moteur du couple moteur maximal applicable. Si la condition à l'étape 126 n'est pas remplie et si la condition du couple moteur maximal applicable est remplie à l'étape 128, ce qui est détecté au moyen d'un indicateur non représenté sur la figure 3, il est possible, conformément à un exemple de réalisation avantageux, de tenir compte en outre de l'inertie de la chaine propulsive pendant la phase de réduction. Ce moment d'inertie Mtraeg est formé par exemple par multiplication d'un moment d'inertie des masses prédéterminé pour la chaîne de propulsion par la dérivée en fonction du temps, filtrée, de la différence entre les vitesses de roues moyennes des roues motrices et la vitesse de référence du véhicule. Dans ce cas, conformément à l'étape 130, le moment d'inertie est retranché du couple maximal applicable mémorisé, lorsqu'il a atteint son maximum. On utilise ici une constante de
pondération KTraeg qui évolue entre zéro et un (MMaxAnt = MMNlaxAnt K_Traeg * MTraeg).
Après l'étape 130, le couple moteur maximal applicable est délivré à la commande du moteur et
le programme est terminé.
Le couple moteur maximal transmissible est déterminé au niveau des roues, c'est-à-dire qu'il correspond au couple de propulsion exercé sur la chaussée. Dans d'autres exemples de réalisation, celui-ci est converti en un autre couple dans la chaine de propulsion, par exemple en un couple moteur maximal transmissible de l'unité de propulsion, disponible à la sortie de ladite unité de propulsion. Ceci peut être calculé à partir du couple moteur maximal applicable en tenant compte de la démultiplication des forces dans la chaîne de propulsion. C'est dans ce sens qu'il
faut comprendre le concept de couple moteur.
Dans un autre exemple de réalisation, le calcul est effectué non pas sur la base de couples, mais
sur la base de puissances, en tenant compte de la vitesse de rotation dans la chaîne de propulsion.
Une solution de ce type fait également partie de l'évaluation du couple moteur maximal
applicable telle que décrite ci-dessus.
-7 -

Claims (1)

REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination du couple moteur maximal applicable dans un véhicule dont l'unité de propulsion, dans au moins une situation de fonctionnement, est commandée en fonction du couple moteur maximal applicable, caractérisé par le fait que l'on prend comme couple moteur maximal applicable, le couple moteur au moment o le patinage d'au moins une roue motrice passe par un point de patinage optimal dans la direction de patinage positive. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le patinage optimal est formé par une valeur seuil de patinage qui correspond à la valeur de consigne pour le patinage ou à un paramètre prédéterminable applicable. 3. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on évalue le couple moteur et que l'on fixe le couple moteur maximal applicable égal à ce couple moteur évalué lorsque le couple moteur évalué est supérieur au couple moteur maximal applicable mémorisé et que le patinage des roues se situe en deçà du patinage optimal dans le sens d'une augmentation du patinage. 4. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on mémorise le couple moteur évalué comme couple moteur maximal applicable lorsque celui-ci est inférieur au couple moteur maximal applicable mémorisé et que le patinage passe par la valeur seuil de patinage dans la direction de patinage positive. 5. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on diminue le couple moteur maximal applicable de la valeur du moment d'inertie de la chaîne de propulsion ou du moment d'inertie pondéré de la chaîne de propulsion lorsque le patinage évolue dans le sens d'une diminution du patinage. 6. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'adaptation du couple moteur maximal applicable n'est pas réalisée dans le cas d'un franchissement de courbe, lorsqu'un phénomène d'aquaplaning a été détecté, en présence d'un processus de changement de vitesse et/ou lors d'une intervention stabilisatrice d'un régulateur du véhicule. 7. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le patinage de roue est le patinage moyen de toutes les roues motrices. 8. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le couple moteur maximal applicable est le couple appliqué par les roues à la chaussée, un couple apparaissant dans la chaîne de propulsion ou une puissance correspondante. 9. Dispositif pour l'évaluation du couple moteur maximal applicable dans un véhicule, comportant une unité de commande qui détermine le couple moteur maximal applicable et, à des fins de réglage dans au moins une situation de fonctionnement, le transmet à une unité de -8- commande commandant l'unité de propulsion du véhicule, caractérisé par le fait que l'unité de commande comprend un dispositif d'évaluation qui prend le couple moteur comme couple moteur maximal applicable lorsque le patinage passe par une valeur seuil de patinage dans la direction de patinage positive.
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