FR2862732A1 - Procede et dispositif de regulation de deux grandeurs reglees dans un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile, un circuit de régulation particulier étant prévu pour chaque grandeur réglée et les deux circuits de régulation étant conçus de telle sorte que les deux circuits de régulation agissent chacun avec une grandeur réglante sur un élément de réglage et que leur comportement au transfert par rapport à la fréquence est à chaque fois différent, une évaluation de la grandeur réglante d'un circuit de régulation étant effectuée par un observateur.

Description

raison d'une comparaison entre une valeur de corrélation calculée et une

valeur de corrélation prédéterminée à partir d'une grandeur d'entrée et d'une grandeur de sortie du module. La régulation vise à éviter des forces

d'actionnement inutilement élevées, l'inconvénient est qu'il n'y a ni détection d'oscillations dans la chaîne cinématique ni élimination de celles-ci par régulation.

Dans des transmissions avec commande électronique et capacité d'embrayage réglable, par exemple des transmissions automatiques, des transmissions à double embrayage, des transmissions à changement de vitesse automatisées et des transmissions continues, la vitesse de rotation du moteur est régulée dans différentes situations de conduite, par exemple lors du démarrage et lors de changements de vitesse, par la prescription de la capacité d'embrayage.

Les éléments côté moteur ou côté primaire, vus de l'embrayage, de la chaîne cinématique sont modélisés par un système régulé primaire représenté à la figure 1 et une régulation à cet effet est représentée dans un système régulé côté moteur ou côté primaire représenté à la figure 2. La vitesse de rotation de moteur de consigne et la vitesse de rotation de moteur réelle sont comparées et évaluées et une capacité d'adaptation est mise en oeuvre par l'intermédiaire d'un embrayage. Les embrayages peuvent être réalisés aussi bien comme embrayages hydrodynamiques que comme embrayages secs et être actionnés par des moyens hydrauliques ou pneumatiques.

Des variations de paramètres d'embrayage influencent le comportement d'éléments secondaires opposés, vus de l'embrayage. Ces variations apparaissent justement sur un temps de fonctionnement correspondant de la transmission.

La figure 3 montre schématiquement la chaîne cinématique d'un véhicule automobile. En fait, on a représenté la partie de la chaîne cinématique comprenant un moteur 1 qui fournit de l'énergie de rotation à un embrayage commandable 2 qui entraîne en rotation une partie menée 3 du côté de la sortie. La partie menée 3 agit quant à elle sur une transmission 4 qui est reliée par l'intermédiaire d'un élément de liaison 5 élastique à une partie de traction 6 qui établit enfin le contact avec l'extérieur du véhicule automobile. Des oscillations de vitesse de rotation indésirables peuvent apparaître du côté de la sortie de l'embrayage 2 en raison de l'élément élastique 5 en particulier lorsqu'un patinage apparaît au niveau de l'embrayage 2. La fréquence et l'amplitude dépendent notamment de la capacité de l'embrayage 2, du moment d'inertie du côté de la sortie 3, du rapport de la transmission 4 et de la rigidité élastique de l'élément de liaison 5.

Pour avoir un système de chaîne cinématique stable pendant tout le temps de fonctionnement, on effectue des études coûteuses en temps pour chaque projet de transmission, notamment pour régler en conséquence le système tribologique de l'embrayage (lamelles, huile)_ Toute la chaîne cinématique est modélisée selon la figure 3 avec un système régulé primaire Fprim et un système régulé secondaire FSek et une régulation à cet effet est reproduite dans un circuit de régulation représenté à la figure 4. Le comportement dynamique du système secondaire FSek susceptible d'osciller n'est pas pris en compte dans l'état de la technique. Des oscillations de la vitesse de rotation des arbres côté transmission ou côté secondaire ne sont pas amorties activement.

Le problème des oscillations de torsion lors de l'embrayage apparaît dans les chaînes cinématiques de véhicules très différents qui sont équipés d'un régulateur de capacité d'embrayage automatique, par exemple dans des transmissions automatiques continues (CVT, continuously variable automatic transmission), dans des boîtes de vitesses classiques automatiques (AMT, automated manual transmission) ou dans des boîtes de vitesses automatiques avec convertisseur de couple. Ce problème ne dépend pas du type d'embrayage. Même des chaînes cinématiques qui sont équipés aussi bien d'un embrayage hydrodynamique que d'un embrayage à friction peuvent provoquer ce comportement problématique.

Différentes caractéristiques de conception ont conduit ces dernières années à améliorer les propriétés acoustiques des chaînes cinématiques. On a installé par exemple le disque volant à double masse, l'amortisseur de grand angle et en particulier des suspensions de moteur souples. Dans des chaînes cinématiques connues, ces éléments permettent de réduire les facteurs d'amortissement de telle sorte que des perturbations minimales du couple peuvent provoquer des oscillations extrêmement fortes. Des stimulations périodiques supplémentaires dues à l'embrayage lors du démarrage représentent un type spécial de perturbations. La capacité de couple élevée des futurs moteurs permet le développement de nouveaux matériaux de garniture de friction avec des coefficients de friction supérieurs. Ces nouveaux matériaux à base de céramique conduisent toutefois à une réduction des possibilités de régulation.

On présente d'abord différents modèles connus d'une chaîne cinématique avec une commande d'embrayage automatique. Le point de départ est la figure 3 avec un modèle simple et courant d'une chaîne cinématique. La première force d'inertie J1 correspond au moteur avec le couple M1, au disque volant et à la masse primaire du système d'embrayage. La deuxième force d'inertie J2 prend en compte tous les éléments dans la transmission auxquels la vitesse de rotation motrice a2 est transmise. Le rapport de vitesse effectif est désigné par ig. La rigidité des axes d'entraînement est désignée par cachs et la force d'inertie J3 correspond à la masse de la roue et du véhicule, réduite à la vitesse de véhicule (03. La charge de la chaîne cinématique peut être considérée en fonction du couple M3.

Lors du démarrage, un régulateur, notamment le régulateur de transmission, calcule le couple d'embrayage nécessaire Mk à partir de la vitesse de rotation de moteur souhaitée t)1. La vitesse de rotation secondaire 0)2 du système d'embrayage n'a pas d'influence sur l'algorithme de commande de la vitesse de rotation de moteur. Le comportement dépend des paramètres de la chaîne cinématique et de la capacité d'embrayage effective. Dans des systèmes mal conditionnés, il peut parfois apparaître de très fortes variations dans w2. En raison des variations de vitesse de rotation, le couple de traction varie également.

La figure 5 montre un démarrage défavorable de ce type avec un régulateur de moteur. Dans le diagramme représenté, on a le temps s sur l'axe horizontal vers la droite et la vitesse de rotation w sur l'axe vertical vers le haut. Dans le diagramme représenté, on a quatre courbes de vitesse de rotation. La courbe de vitesse de rotation wl décrit la courbe de la vitesse de rotation du côté du moteur, 'W1 la vitesse de rotation de moteur souhaitée, 0)2 et w3 les courbes de vitesse de rotation à certains points, indiqués à la figure 3, de la chaîne cinématique.

La capacité d'embrayage effective est influencée par une force de contact normale réglable entre les surfaces de friction qui est basée sur des éléments d'actionnement électrohydrauliques ou électropneumatiques. Ce mode d'action convient aussi bien aux systèmes d'embrayage hydrodynamiques qu'aux systèmes d'embrayage sec. Le coefficient de friction p est un paramètre très important pour le comportement dynamique de la chaîne cinématique. La friction dépend de la valeur effective de la différence de vitesse de rotation d'embrayage: Aw = w1 - (02. A la figure 6, on a représenté deux courbes de friction et valeurs propres de système typiques. Les valeurs propres de système peuvent être calculées après que l'équation dynamique de système a été linéarisée au point de fonctionnement et que les équations ont été transformées dans le domaine de Laplace. La position de ces pôles dépend de la courbe de friction: d S o = f ddw Ceci signifie que plus la croissance de la fonction de friction est petite, plus l'amortissement résultant est petit. A l'aide de la construction de régulateur, l'amortissement du système doit être augmenté pour des valeurs de friction et des courbes de friction très différentes dans le système régulé.

Le modèle de chaîne cinématique de la figure 3 ne fait pas de différence entre vitesse de rotation absolue et vitesse de rotation relative. Le décalage de la position de capteur suite à la réaction au couple de chaîne cinématique n'est pas pris en compte. A la place, les capteurs de vitesse de rotation fixés dans l'unité de transmission de moteur mesurent simplement des vitesses de rotation relatives entre les arbres et le bâti de l'unité de transmission de moteur. Le capteur de roue mesure au contraire la vitesse de rotation absolue.

L'état de la technique comprend aussi des régulateurs linéaires avec deux degrés de liberté selon "Gerhard Kreisselmeier, 1999, Struktur mit 2 Freiheitsgraden, at Automatisierugstechnik 47, 266-269" et "Ackermann et al., 2002, Robust Contrai, The parameter space approach, Springer, Deutschland".

"Richard J. Vaccaro, 1995, Digital control, Space Approach, McGraw-Hill, Inc., USA" a proposé de calculer les pôles souhaités pour la suppression de perturbations à partir de polynômes de Bessel.

La proposition de Franco Garofalo, Luigi Glielmo et Luigi Iannelli, 2002, Optimal tracking for automative dry clutch engagement, IFAC World Congress 15, 367-372, consistant à limiter le couple moteur M1 avec un régulateur de transmission n'est pas suivie parce qu'elle doit être commandée directement par le conducteur.

L'invention vise donc à concevoir et améliorer le procédé mentionné en introduction et le dispositif mentionné en introduction de manière à pouvoir produire un coefficient d'amortissement supérieur dans la chaîne cinématique.

En ce qui concerne le procédé, ce problème est résolu selon l'invention par un procédé qui est destiné à la régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile et dans lequel un circuit de régulation particulier est prévu pour chaque grandeur réglée, les deux circuits de régulation étant conçus de telle sorte que les deux circuits de régulation agissent chacun avec une grandeur réglante sur un élément de réglage et que leur comportement au transfert par rapport à la fréquence est à chaque fois différent, une évaluation de la grandeur réglante étant effectuée par au moins un observateur. En ce qui concerne le dispositif, ce problème est résolu selon l'invention par un dispositif qui est destiné à la régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile, qui comprend des moyens d'acquisition de signal et des moyens de traitement de signal et qui est conçu de telle sorte qu'il contient un circuit de régulation particulier pour chaque grandeur réglée, les deux circuits de régulation étant conçus de telle sorte que les deux circuits de régulation agissent sur un élément de réglage et que leur comportement au transfert par rapport à la fréquence est à chaque fois différent, le dispositif étant conçu pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention.

La Demanderesse a effectué différentes études pour l'amortissement d'oscillations dans la chaîne cinématique.

Selon un procédé, la chaîne cinématique comprend plusieurs capteurs pour l'enregistrement de grandeurs mesurées et plusieurs actionneurs commandés par des grandeurs réglantes, une commande de la chaîne cinématique commandant alors de manière coordonnée les actionneurs au moyen des grandeurs réglantes en utilisant les grandeurs mesurées des différents capteurs.

Selon un développement du procédé de la Demanderesse pour la régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile, dans lequel il est prévu un circuit de régulation particulier pour chaque grandeur réglée, les deux circuits de régulation sont conçus de telle sorte que les deux circuits de régulation agissent sur un élément de réglage et que leur comportement au transfert par rapport à la fréquence est à chaque fois différent. Dans un véhicule automobile avec une chaîne cinématique ayant au moins un embrayage commandable, on réduit des oscillations de vitesse de rotation non souhaitées du côté de la sortie de l'embrayage en élaborant une mesure pour des oscillations de la vitesse de rotation du côté de la sortie et en réduisant à partir de là les oscillations de vitesse de rotation à l'aide d'une régulation par une intervention sur l'embrayage commandable. La régulation pour la réduction des oscillations de vitesse de rotation est avantageusement limitée en fréquence vers le bas pour ne pas influencer une autre régulation auxiliaire qui agit également sur l'embrayage commandable. A l'aide d'une limitation de largeur de bande aussi bien pour la régulation en vue de la réduction des oscillations de vitesse de rotation que pour une régulation associée par exemple en vue de la commande de la vitesse de rotation de moteur, les oscillations peuvent être amorties sans influencer des régulations déjà existantes puisque le circuit de régulation destiné à éliminer les oscillations de vitesse de rotation est superposé séparément à d'autres régulations. La présente invention est à considérer ainsi comme un développement complémentaire de ce procédé.

Il existe ainsi de nombreuses possibilités de conception et d'application du procédé selon l'invention ou du dispositif selon l'invention.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 35 ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1: représente, schématiquement, un système régulé primaire selon l'état de la technique pour la formation de modèle; la figure 2: représente, schématiquement, un circuit de régulation côté moteur ou côté primaire selon l'état de la technique pour le système régulé primaire de la figure 1; la figure 3: représente, schématiquement, une chaîne cinématique d'un véhicule automobile selon l'état de la technique; la figure 4: représente, schématiquement, un circuit de régulation selon l'état de la technique pour la chaîne cinématique de la figure 3; la figure 5: représente, schématiquement, quatre courbes de vitesse de rotation, apparaissant à l'intérieur de la chaîne cinématique, selon l'état de la technique; la figure 6: représente deux courbes de friction et valeurs propres de système typiques selon 20 l'état de la technique; la figure 7: représente un schéma fonctionnel d'une régulation avec une rétroaction d'au moins une grandeur d'état selon l'invention; la figure 8: représente un schéma fonctionnel d'une régulation avec un filtre préparatoire selon l'invention; la figure 9: représente un schéma fonctionnel d'une régulation avec deux degrés de liberté selon l'invention; la figure 10: représente un schéma fonctionnel d'une régulation avec des blocs réagencés selon l'invention; la figure 11: représente un schéma fonctionnel d'une régulation avec des observateurs de valeur de consigne et de valeur réelle selon l'invention; 10 15 la figure 12: représente, schématiquement, un modèle étendu avec un degré de liberté supplémentaire selon l'invention; la figure 13: représente des plages fréquentielles dans lesquelles les régulations selon l'invention sont efficaces; la figure 14: représente un diagramme de Bode du modèle réduit d'une forme de réalisation de l'invention; la figure 15: représente un schéma fonctionnel d'une régulation avec deux degrés de liberté pour des systèmes Single-InputSingle-Output selon l'invention; la figure 16: représente un diagramme de Bode pour un filtre préparatoire d'une forme de réalisation de l'invention; la figure 17: représente un schéma fonctionnel d'une régulation avec deux degrés de liberté dans une représentation d'espace d'états selon l'invention; la figure 18: représente des pôles dans le plan Z selon une forme de réalisation de l'invention; la figure 19: représente un diagramme d'un démarrage avec régulateur de vitesse de rotation de moteur selon l'état de la technique; la figure 20: représente un diagramme d'un démarrage avec régulateur de vitesse de rotation de moteur avec régulateur d'amortissement supplémentaire selon l'invention; la figure 21: représente un diagramme des variations de vitesse de rotation pour un régulateur de vitesse de rotation de moteur selon l'état de la technique; et la figure 22: représente un diagramme des variations de vitesse de rotation pour un régulateur de vitesse de rotation de moteur avec régulateur d'amortissement supplémentaire selon l'invention.

On explique d'abord un premier aspect de la présente invention avec circuits de régulation primaire et 5 secondaire sur la base des figures 3 et 4.

Les figures 7 à 9 montrent un circuit de régulation selon l'invention avec une rétroaction d'au moins une grandeur d'état vers la chaîne cinématique de la figure 3. Une commande et/ou un circuit de régulation sont branchés en aval du régulateur Rprim du système primaire Fprim. Dans ce circuit de régulation, les propriétés dynamiques du système secondaire FSek sont influencées de manière contrôlée. Par la rétroaction d'au moins une grandeur d'état du système secondaire FSek l'amortissement du système susceptible d'osciller par le régulateur RSek peut être augmenté. Si les deux circuits de régulation sont séparés spectralement - comme on l'a représenté à la figure 8 -, on peut régler par exemple des valeurs de consigne à basse fréquence de la vitesse de rotation de moteur coi sortie 1 de la régulation - et on peut supprimer des perturbations parallèles à haute fréquence sur la vitesse de rotation d'arbre d'entrée W2 - sortie 2 de la régulation. La figure 7 montre un circuit de régulation avec un filtre préparatoire H au moyen duquel on peut réaliser une augmentation virtuelle de l'amortissement du système secondaire FSek par une commande pure.

La figure 9 montre un circuit de régulation avec deux degrés de liberté, une régulation avec un régulateur dans la rétroaction spécifiant aussi bien le comportement au transfert de référence que le comportement au transfert parasite du système régulé. Avec le régulateur RSek et avec le filtre H, on peut maintenant prescrire séparément le comportement parasite et le comportement de référence.

On présente maintenant le calcul selon l'invention de la valeur de consigne de la régulation secondaire dans cette structure, ici la vitesse de rotation d'arbre d'entrée w2Soll représentée à titre d'exemple.

La figure 10 montre un autre circuit de régulation avec des blocs réarrangés, une séparation entre commande préalable et régulation étant ainsi obtenue.

Avec la séparation du système en deux sous-systèmes (Fprim et FSek), on peut concevoir deux régulateurs. Des régulateurs simples sont réalisés avec une rétroaction. Dans cette variante, aussi bien le comportement de référence que le comportement parasite sont prescrits par le régulateur. L'extension connue du circuit de régulation simple à un circuit de régulation avec deux degrés de liberté, constitué d'un filtre préparatoire H pour la spécification du comportement de grandeur de référence et de la rétroaction de l'écart de régulation par RSek, permet de prescrire séparément le comportement de référence et le comportement parasite.

Une extension essentielle selon l'invention du circuit de régulation proposé est obtenue par la description d'espace d'états. Il est alors possible de choisir le lieu des pôles de manière ciblée. Comme on dispose de plus d'une grandeur mesurée dans la chaîne cinématique, il est possible de les faire aussi entrer dans la conception de la régulation.

On utilise des observateurs pour déduire des grandeurs (états) non mesurables du système à l'aide de signaux d'entrée de système (grandeurs réglantes), de signaux de sortie de système (grandeurs mesurées) et d'un modèle de système. Ii se produit en plus en cas de signaux mesurés parasités une amélioration sensible de leur précision. Dans l'invention, on utilise par exemple comme signaux d'entrée du système le couple moteur et la capacité d'embrayage de consigne. Comme grandeurs mesurées acquises, on a alors la pression d'embrayage, la vitesse de rotation d'arbre d'entrée, la vitesse de rotation de sortie et l'angle de torsion à l'intérieur de la chaîne cinématique entre arbre d'entrée de transmission et roue. A l'aide de ces grandeurs réglantes et de ces grandeurs mesurées, l'observateur peut alors évaluer d'autres grandeurs de système. Il s'agit par exemple du gradient de pression d'embrayage, de l'angle de torsion d'ensemble et de la vitesse angulaire d'ensemble.

Les observateurs peuvent être conçus de différentes manières. Si les valeurs acquises sont très précises, l'observateur calcule les états de système sur la base de ces valeurs mesurées et il respecte moins les grandeurs réglantes du système. Il se produit pratiquement une inversion des grandeurs mesurées en états. Mais s'il n'y a que des signaux mesurés très bruités, ces valeurs acquises par des capteurs ne sont que très peu respectées et la grandeur réglante constitue l'élément principal pour l'estimation de grandeur d'état.

La figure 11 montre à ce sujet un circuit de régulation avec observateurs de valeurs FSollBeo de consigne et de valeurs réelles FIstBeo selon l'invention.

L'extension de la figure 10 à la figure 11 réside dans l'introduction de deuxièmes observateurs FSollBeo et FlstBeo qui permettent, à la place de la pondération d'un écart de régulation scalaire, une pondération d'un écart de régulation vectoriel. En plus, tous les capteurs présents dans la chaîne cinématique (pression, vitesse de rotation, angle) peuvent ainsi influencer la régulation. La régulation est ainsi basée sur beaucoup plus d'informations du système. Ceci conduit à une nette augmentation de la fiabilité de la régulation.

L'observateur de valeurs de consigne FSollBeo fournit les états de référence souhaités. Le modèle de système de l'observateur correspond au comportement de consigne du système. L'observateur détermine ses états en évaluant fortement le couple d'embrayage par rapport aux valeurs acquises. Mais comme les valeurs mesurées entrent encore sous forme pondérée dans l'estimation contrairement au filtrage pur, les états s'approchent de manière stationnaire (à basse fréquence) des états réels (mais pas à haute fréquence).

L'observateur de valeurs réelles FlstBeo fournit les états de système réels. Le modèle de système de l'observateur correspond au comportement réel du système. L'observateur détermine ses états en évaluant fortement les valeurs acquises par rapport aux grandeurs réglantes. Les états correspondent aussi aux composantes de système à haute fréquence.

Les observateurs de valeurs de consigne et de valeurs réelles FSollBeo et FIstBeo sont avantageusement réalisés comme des filtres de Kalman. Une caractéristique essentielle de cette conception de l'invention est qu'une évaluation de la grandeur réglante du circuit de régulation secondaire peut être effectuée. La grandeur de sortie du régulateur RSek est une mesure pour la variation de paramètres du système secondaire réel par rapport au système secondaire standard et donc une mesure pour la stabilité de la sortie. En fonction de cette évaluation, on peut alors modifier des paramètres du régulateur primaire Rprim de manière à éviter une activation d'oscillations du côté secondaire.

Le schéma de régulation ci-dessus est utilisé dans le véhicule avec différentes grandeurs mesurées (pressions, vitesses de rotation, angles) pour l'amortissement actif d'oscillations dites de frémissement (SHUDDER). On utilise comme grandeur réglante la capacité de l'embrayage se trouvant justement dans le circuit de puissance. Lors du démarrage en lère vitesse, c'est l'embrayage pour l'exemple de la transmission à double embrayage. Pour éviter des rétroactions entre les circuits de régulation, les plages fréquentielles doivent être séparées les unes des autres.

On utilise maintenant la présente invention selon un deuxième aspect pour l'amortissement actif d'oscillations de frémissement dans la chaîne cinématique. Dans l'exemple décrit, ceci s'effectue avec un embrayage hydrodynamique dans une transmission à double embrayage en utilisant un élément d'actionnement électro-hydraulique.

La figure 12 montre donc schématiquement un modèle étendu selon l'invention avec un degré de liberté supplémentaire. L'unité motrice J4 peut maintenant se déplacer avec la vitesse de rotation w4 par rapport à la carrosserie fixe du véhicule. Le modèle est complété avec un deuxième système amortisseur ressort-masse CAgg. Les paramètres d'amortissement et de fréquence propre sont pris en compte dans le modèle du système régulé pour la construction du régulateur.

Comme conditions à prendre en compte lors de la construction du régulateur, on a à utiliser seulement des capteurs et éléments d'actionnement standard disponibles lors de la production de véhicules et à améliorer l'amortissement sans nuire aux possibilités de régulation de la vitesse de rotation de moteur.

Comme le montre la figure 12, il existe des possibilités d'influence par l'intermédiaire du couple moteur M1 et de la capacité d'embrayage Mk ainsi que du couple de charge M3. Le couple moteur M1 est commandé directement par le conducteur. Le couple M3 n'est pas commandable. L'élément d'actionnement de capacité d'embrayage doit donc commander aussi bien la vitesse de rotation de moteur w1 que la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée de transmission w2, les vitesses de rotation w1 et w2 étant représentées comme des vitesses de rotation wlsens et w2sens acquises par des capteurs. Comme il n'est pas possible de commander indépendamment l'une de l'autre deux variables souhaitées avec un élément de réglage, les objectifs de la commande sont modifiés selon l'invention. L'idée fondamentale consiste à séparer la plage fréquentielle de l'élément d'actionnement en deux sous-domaines.

Le régulateur de vitesse de rotation a une caractéristique de passe- bas et le régulateur d'amortissement actif a une caractéristique de passehaut pour améliorer l'amortissement de la chaîne cinématique. La figure 13 illustre la séparation proposée des objectifs de la commande dans le domaine fréquentiel.

La figure 13 montre le rapport des deux plages fréquentielles, la fréquence f étant représentée dans le diagramme horizontalement vers la droite et le rapport de la composante de grandeur réglante IMKI, calculée dans le circuit de régulation individuel, à l'application à l'entrée étant représenté verticalement vers le haut. Le domaine se trouve à gauche dans les basses fréquences et est limité en bande vers le haut vers des fréquences supérieures tandis que le domaine se trouve à droite dans la plage fréquentielle supérieure et est limité en bande vers des fréquences inférieures.

Les considérations ci-dessous conduisent à la 15 réduction du degré du système.

L'embrayage dans le véhicule d'essai fonctionne avec un élément d'actionnement électro-hydraulique. Cet élément de réglage peut être décrit par un sous-système de deuxième degré. Le système global linéaire peut être décrit par des équations d'espace d'états. La matrice dynamique A de septième degré est représentée dans le tableau 1 ci-après, le vecteur d'état x est défini comme suit: (cf. figure 12) x = [-d dt[Pc;Pc;(02;w4;p;4;w3 Le vecteur d'état est constitué de la pression hydraulique pc et de sa dérivée d /dt pc, de la vitesse de rotation d'arbre d'entraînement 0)2, de la vitesse de rotation de l'unité motrice 0)4, de la différence angulaire d'axe Acp, de l'angle de l'unité motrice y4 et de la vitesse de rotation de roue 0)3. Les variables de vitesse de rotation absolues w2 et 0)3 dépendent de la charge de couple M3.

Normalement, la charge de couple M3 n'est pas mesurée parce qu'elle dépend de la vitesse du véhicule et de la pente réelle ou de l'inclinaison de la route. Le but de l'algorithme de commande n'est pas la régulation des vitesses de rotation absolues; il s'agit simplement de réguler le domaine passe-haut du signal. On introduit donc une nouvelle formule d'espace d'états. Le nouveau vecteur d'état xt peut être défini comme suit: _ d 11T xt [ dt pc; pc: 0)2 - iG 3; c4; 4P% (p4; w3J Le tableau 2 représente la nouvelle matrice de commande dynamique.

Grâce à cette transformation, on peut éliminer la dernière ligne et colonne de la matrice de système 10 dynamique A, état a3. L'influence sur le nouvel état cet = w2 - iG * (03 apparaît négligeable.

Pour vérifier la réduction du degré de l'équation, on reprend dans le tableau 3 les valeurs propres du système 15 complet, du système réduit et les différences.

On décrit maintenant la structure du régulateur.

La structure du régulateur est basée sur une construction avec deux degrés de liberté pour des systèmes avec à chaque fois une entrée et une sortie, comme on l'a représenté à la figure 15. Les lettres u et y désignent l'entrée et la sortie du système régulé ; v correspond au signal parasite.

G (s) est la fonction de transfert G du système régulé (en fonction du temps s). K (s) est le compensateur de rétroaction et F (s) est un filtre préparatoire. Gd (s) est une fonction de transfert de modèle souhaitée. La construction du régulateur est divisée en deux tâches: premièrement la méthode de référence de modèle pour l'entrée de référence, deuxièmement la structure de rétroaction pour la suppression de parasites et de bruits. Après que la fonction de transfert de référence Gd a été fixée, le filtre préparatoire F (s) est choisi comme suit: F = Gd / G. La figure 16 montre la fonction de transfert du filtre 35 préparatoire.

Le filtre a une caractéristique passe-bande. En comparaison du diagramme de Bode de la figure 14, le filtre réalise la séparation des tâches de l'élément de réglage dans le domaine fréquentiel. Au moyen de K, e doit être gardé le plus petit possible; cet étage de la conception est indépendant de F et de Gd.

Contrairement à la conception décrite, le régulateur de rétroaction K est mis en oeuvre comme un régulateur d'espace d'états. Pour cette raison, la structure de commande est complétée avec un circuit observateur d'espace d'états GObs supplémentaire. Le modèle d'espace d'états Gd souhaité du système régulé G doit produire les états souhaités; ceci s'effectue au moyen d'un circuit observateur GdObs. Les deux circuits observateurs sont basés sur le procédé avec filtre de Kalman. Pour estimer les états efficaces du système régulé, les paramètres de conception de filtre de Kalman sont adaptés de manière à pouvoir traiter de petites perturbations de valeurs mesurées et de grandes incertitudes de modèle. Pour estimer les états nominaux, l'adaptation des paramètres est à nouveau rendu réversible.

Cette adaptation permet d'utiliser des méthodes de placement de pôles. Pour avoir une régulation stable, le but d'un régulateur ne consiste pas à mettre les valeurs propres sur des fréquences supérieures mais à amplifier l'amortissement.

Cet effet est illustré par la figure 18. Les pôles sont représentés dans le plan Z discret dans le temps. Les positions de pôles souhaitées pour la suppression de perturbations sont basées sur des polynômes de Bessel. Le temps de régulation est adapté à la dynamique de l'élément de réglage hydraulique.

On présente maintenant des résultats expérimentaux.

Le régulateur avec deux degrés de liberté a été monté dans une unité de commande de transmission qui a été réalisée pour les essais et qui est équipée d'un processeur à 32 bits MPC555. L'algorithme de commande a été calculé à l'aide d'une arithmétique en virgule flottante pour un temps d'échantillonnage de 10 ms.

Les figures 19 et 20 montrent la vitesse de rotation de moteur et la vitesse de rotation d'arbre d'entraînement lors du démarrage dans une côte. La figure 19 montre le démarrage avec un régulateur désactivé. L'algorithme de la régulation active permet d'empêcher les variations de vitesse de rotation qui ne sont pas souhaitées, cf. figure 20. Les vitesses de rotation d'arbre d'entraînement pour le cas sans régulation selon l'invention à la figure 20 et pour le cas avec régulation selon l'invention à la figure 21 sont confrontées pour la comparaison.

L'objet de cette forme de réalisation de la présente invention est la régulation active d'amortissement pendant l'engagement d'un embrayage sec pour systèmes de véhicule automobile. La régulation simultanée de deux variables de rotation souhaitées avec un élément de réglage est confirmée avec la segmentation dans le domaine fréquentiel de l'élément de réglage. Pour la régulation de variations de vitesse de rotation dans la chaîne cinématique pendant le processus d'embrayage, on a étudié un modèle de sixième degré. L'algorithme de commande permet d'améliorer les caractéristiques de confort pour le conducteur et de réduire les charges pour les composants. Les écarts de paramètres du coefficient de friction de l'embrayage sont compensés par l'algorithme de commande. Les résultats des essais montrent que l'utilisation de la structure de régulateur proposée a apporté une amélioration.

Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on utilise un dispositif selon l'invention de régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile, le dispositif comprenant des moyens d'acquisition de signal et des moyens de traitement de signal et étant conçu de telle sorte qu'il contient un circuit de régulation particulier pour chaque grandeur réglée, les deux circuits de régulation étant conçus de telle sorte que les deux circuits de régulation agissent sur un élément de réglage et que leur comportement au transfert par rapport à la fréquence est à chaque fois différent.

Tableau 1: Matrice de système, basée sur le vecteur d'état initial -9411 -4152e + 0,03 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 4119e + 0103 -139 -1Î82e + 0,03 -1,47e + 0,05 0 1,96e + 093 A = 0 0 - 138 -617 -1)46e + 0,03 -2;35e + 0,03 19/4 0 0 0,0712 0,929 0 0 -1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 (137 179 145 0 -1192 _ Tableau 2: Matrice de système, basée sur le nouveau vecteur d'état -94,1 -4. 2e + 0,03 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 4119e + 0,03 -1,41 -184e + 0,03 -1149e + 0A5 0 00262 AT = 0 0 -138 - 617 -146e + 0,03 -2135e + 0,03 0 0 0 0,0712 (929 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0.137 1.79 145 0 -000186_ Tableau 3: Comparaison des positions de pôles Initial - 8,3 j44,3 - 44,4 j50,5 51,1 j98,5 Transformé - 8,3 j44,3 - 44,4 j50,5 - 51,1 j98,5 Différences -2e-6 j4c-7 4e-14 j6e-14 le-5 j5e-6 Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention.

LISTE DES REFERENCES

1 Partie moteur 2 Embrayage 3 Partie menée 4 Transmission Elément de liaison 6 Partie de traction

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Procédé de régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'un circuit de régulation particulier est prévu pour chaque grandeur réglée, les deux circuits de régulation étant conçus de telle sorte à agir chacun avec une grandeur réglante sur un élément de réglage et que leur comportement au transfert par rapport à la fréquence est à chaque fois différent, une évaluation de la grandeur réglante d'un circuit de régulation étant effectuée par au moins un observateur.

2. Procédé de régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise des observateurs de valeur de consigne et de valeur réelle.

3. Procédé de régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins un observateur est réalisé comme un filtre de Kalman.

4. Procédé de régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on détermine des positions de pôles pour le filtrage au moyen d'une description d'espace d'états.

5. Procédé de régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux circuits de régulation travaillent dans des plages fréquentielles différentes.

6. Procédé de régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise la régulation pour l'amortissement d'oscillations dans la ligne de transmission du véhicule automobile.

7. Procédé de régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la grandeur de sortie de l'un des circuits de régulation appelé circuit de régulation secondaire est une mesure pour la modification de paramètres d'un système secondaire réel par rapport au système secondaire standard.

8. Procédé de régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile selon la revendication 7, caractérisé en ce que, en fonction de l'évaluation, on modifie alors des paramètres de régulateur de l'autre circuit de régulation appelé circuit de régulation primaire.

9. Procédé de régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise comme grandeurs réglantes d'un observateur le couple moteur et/ou la capacité d'embrayage.

10. Procédé de régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise comme grandeur mesurée d'un observateur au moins l'une des grandeurs suivantes: pression d'embrayage, vitesse de rotation d'arbre d'entrée, vitesse de rotation de sortie et/ou angle de torsion entre arbre d'entrée de transmission et roue.

11. Dispositif de régulation de deux grandeurs réglées dans un véhicule automobile, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'acquisition de signal et des moyens de traitement de signal et qu'il est conçu de telle sorte qu'il contient un circuit de régulation particulier pour chaque grandeur réglée, les deux circuits de régulation étant conçus de telle sorte qu'ils agissent chacun sur un élément de réglage et que leur comportement au transfert par rapport à la fréquence est à chaque fois différent, le dispositif étant conçu pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 10.