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Procede et systeme de commande du couple delivre par un groupe motopropulseur. Download PDF

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Abstract

Un groupe motopropulseur comporte un moteur et une boîte de vitesses mécanique couplée au moteur par l'intermédiaire d'un embrayage. Selon un procédé de commande :- on détermine un couple souhaité (C),- on agit sur au moins deux paramètres (All, Th) du groupe motopropulseur pour qu'il délivre le couple souhaité (C),- le premier paramètre (Th) permettant d'obtenir un premier couple (Cth) dans de premières conditions de fonctionnement théoriques,- le deuxième paramètre modifiant les conditions de fonctionnement pour obtenir le couple souhaité (C), le temps de réponse en couple du groupe motopropulseur aux variations du deuxième paramètre (All) étant plus court que pour le premier paramètre (Th).Lors d'un changement de rapport (R) de la boîte de vitesses, le premier couple (Cth) est déterminé pour être supérieur au couple souhaité (C) de la valeur d'un couple de provision (Cp).

Description

Procédé et système de commande du couple délivré par
un groupe motopropulseur.
L'invention concerne un procédé et un système de commande du couple d'un groupe motopropulseur, en particulier lorsque le groupe motopropulseur comporte une boîte de vitesses mécanique.
Un moteur à combustion interne est commandé en général pour obtenir un couple souhaité sur un arbre de sortie, par exemple sur son vilebrequin. Pour cela, on dispose de plusieurs paramètres de réglage dont l'ensemble détermine les conditions de fonctionnement du moteur. Pour un moteur à allumage commandé, on peut agir par exemple sur la quantité d'air admis dans les cylindres, la quantité de carburant injecté, la position angulaire du vilebrequin lors de l'allumage, une éventuelle pression de suralimentation, un taux de recyclage de gaz d'échappement, la position angulaire du vilebrequin lors de l'ouverture ou la fermeture des soupapes d'admission et d'échappement.
L'ensemble de ces paramètres sont déterminés essentiellement en fonction de la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur, du couple souhaité, des températures de l'air admis et du moteur. Les lois de détermination des paramètres sont établies pour optimiser le fonctionnement du moteur en terme de rendement et de contraintes antipollution.
Lorsque le groupe motopropulseur est équipé d'une boîte de vitesses mécanique, qu'elle soit manuelle ou robotisée, un changement de rapport comporte une phase pendant laquelle le moteur est découplé de la boîte de vitesses grâce à un embrayage. Pour éviter un emballement du moteur pendant cette phase, le couple souhaité est proche de zéro, alors qu'avant et après celle-ci, il peut être important. Aussi, ces importantes variations dans le couple souhaité peuvent entraîner des perturbations, en particulier à la fin de la phase de débrayage, telles que des oscillations de régime ou des pics de couple.
Des systèmes de régulation ont été proposés pour éviter ces perturbations en agissant sur les paramètres permettant de réaliser le couple.
Cependant, certains paramètres ont des temps de réponse relativement longs comparés à d'autres paramètres. Par exemple, l'ajustage du débit d'air admis se fait par l'intermédiaire d'une vanne incluse dans un circuit d'admission d'air. Le temps de réaction de la vanne se cumule avec le temps de remplissage d'une tubulure d'admission en aval de la vanne. L'ajustage du couple par le paramètre de débit d'air est donc relativement long.
Par contre, en retardant l'allumage par rapport au réglage idéal, on modifie également le couple délivré par le moteur très rapidement, puisqu'il peut prendre effet d'un étincelage à l'autre, c'est-à-dire sur un demi-tour de vilebrequin pour un moteur à quatre cylindres. Cependant, l'ajustement de ce paramètre ne permet en général qu'une dégradation du couple fourni par le moteur. Aussi, à la fin de la phase de changement de rapport, alors que le débit d'air a été réduit, la fourniture du couple n'est pas immédiate. De plus les possibilités de régulation rapide du couple fourni sont limitées à un seul sens de modification du couple.
C'est donc un objectif de l'invention de proposer un procédé de commande d'un groupe motopropulseur à boîte de vitesses mécanique permettant d'optimiser le réglage du couple fourni par le moteur à la fin d'un changement de rapport.
Avec cet objectif en vue, l'invention a pour objet un procédé de commande d'un groupe motopropulseur comportant un moteur, une boîte de vitesses mécanique couplée au moteur par l'intermédiaire d'un embrayage, procédé dans lequel on détermine un couple souhaité, on agit sur au moins deux paramètres du groupe motopropulseur pour qu'il délivre le couple souhaité, le premier paramètre permettant d'obtenir un premier couple dans de premières conditions de fonctionnement théoriques, le deuxième paramètre modifiant les conditions de fonctionnement pour obtenir le couple souhaité, le temps de réponse en couple du groupe motopropulseur aux variations du deuxième paramètre étant plus court qu'à celles du premier paramètre.
Selon l'invention, lors d'un changement de rapport de la boîte de vitesses, le premier couple est déterminé pour être supérieur au couple souhaité de la valeur d'un couple de provision.
Le couple de provision correspond à une 30 dégradation du premier couple, permettant ainsi d'éviter l'emballement du moteur pendant la phase de changement de rapport. Puis, à la fin de cette phase, le couple souhaité peut rapidement être modifié, à la fois en diminution mais surtout en augmentation, en réduisant ou en annulant le couple de provision par une action sur le deuxième paramètre.
De manière particulière, le couple souhaité est corrigé par des consignes de régulation en un deuxième couple avant de déterminer le deuxième paramètre. L'efficacité des consignes de régulation est améliorée par le procédé selon l'invention, par le fait que le deuxième couple peut être largement modulé, en particulier à la fin de la phase de changement de rapport.
Selon un mode de réalisation, le premier paramètre est le degré d'ouverture d'une vanne agissant sur un flux d'air d'admission. Ce paramètre permet de contrôler le couple du moteur sur toute la plage de fonctionnement.
Selon un mode de réalisation, le deuxième paramètre est un angle d'allumage déterminant la position d'un vilebrequin lors d'une commande d'allumage dans un moteur à allumage commandé. Ce paramètre permet d'ajuster de manière très rapide le couple délivré par le moteur.
Selon un perfectionnement, le couple de provision est fonction du rapport précédant le changement de rapport ou du régime de rotation du moteur. On optimise ainsi le couple de provision. En effet, la réalisation du couple de provision se fait au détriment du rendement du moteur, et donc de la consommation. En limitant le couple de provision à ce qui est nécessaire, on limite également une consommation excessive de carburant.
Selon un autre perfectionnement, le couple de provision est diminué après un délai prédéterminé depuis le début du changement de rapport. Ainsi, dans le cas ou le changement de rapport n'_a pas lieu ou dure anormalement longtemps, et que l'embrayage est maintenu dans la position débrayée, on supprime la provision de couple pour éviter que la surconsommation ne se prolonge.
Selon un mode de réalisation, le début du changement de rapport est déterminé par un signal issu d'un contacteur actionné en fonction de la position d'une pédale d'embrayage commandée par un conducteur.
L'invention a aussi pour objet un système de commande d'un groupe motopropulseur comportant un moteur, une boîte de vitesses mécanique couplée au moteur par l'intermédiaire d'un embrayage, et des moyens de mise en oeuvre du procédé de commande selon le procédé décrit précédemment.
L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 est un diagramme schématique d'un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est un graphique représentant un seuil de couple de provision selon le mode de 6 réalisation de l'invention.
Le procédé selon l'invention est mis en uvre pour commander un moteur thermique, par exemple à allumage commandé, muni d'une boîte de vitesses manuelle. Dans un mode de réalisation particulier, le procédé est implanté dans un calculateur, non représenté, commandant des actionneurs du moteur, non représentés. Parmi ces actionneurs, le calculateur pilote une vanne de contrôle de l'air d'admission et un système d'allumage. Le calculateur détermine les paramètres de commande afin d'obtenir un couple souhaité C sur le vilebrequin du moteur.
En se référant à la figure 1, représentant le procédé conforme à l'invention implanté dans le calculateur, une pédale d'accélérateur 2 délivre un signal d'accélérateur Acc à un module 4 qui transforme ce signal d'accélérateur Acc en un couple souhaité C. Un module 6 reçoit le couple souhaité C et détermine un premier couple Cth.
Un module 8 reçoit le premier couple Cth et en déduit une consigne de position Th pour la vanne contrôle de l'air d'admission, non représentée. Un module 10 reçoit le couple souhaité C et le premier couple Cth et détermine un deuxième couple Call. Un module 11 reçoit le deuxième couple Cali et détermine une consigne d'allumage All, exprimée par exemple sous la forme d'un angle de position du vilebrequin à laquelle une étincelle d'allumage doit être produite dans une chambre de combustion du moteur.
Par ailleurs, un capteur 14 placé en liaison avec une pédale d'embrayage 12, délivre un signal E de position de la pédale d'embrayage 12. Le signal E est par exemple un signal binaire permettant d'indiquer si la pédale d'embrayage est dans une position de repos ou non. Un module 16 reçoit le signal E ainsi qu'un signal R d'indication du rapport de boîte de vitesses engagé, et un signal de régime N indiquant la vitesse de rotation du vilebrequin. Le module 16 détermine un seuil de couple de provision SCp qu'il délivre au module 6.
Pendant une phase de changement de rapport, la détermination du seuil de couple de provision SCp est réalisée conformément au graphique de la figure 2. Dans ce graphique, les abscisses représentent le régime N, en tours par minute (min-1), et les ordonnées représente le seuil de couple de provision SCp. Les différentes courbes correspondent aux différents rapports de vitesses engagés avant le début d'une phase de changement de rapport. La première courbe 21 détermine le seuil de couple de provision SCp lorsque le rapport engagé avant le changement de rapport était le premier rapport. De même, les courbes 22, 23, 24, 25 correspondent respectivement au deuxième jusqu'au cinquième rapport.
Ce seuil de couple de provision SCp est fourni conformément au graphique uniquement lorsqu'un changement de rapport est détecté, par exemple lorsque le signal E indique que le conducteur appuie sur la pédale d'embrayage 12. Eventuellement, une condition supplémentaire est ajoutée, en exigeant que la pédale d'accélérateur 2 soit relâchée. Lorsque la fin du changement de rapport a été détectée, ou lorsqu'un délai prédéterminé s'est écoulé depuis le début du changement de rapport, le seuil de couple de provision diminue progressivement. Dans le cas contraire, le seuil de couple de provision SCp fourni est fixé à une valeur négative, inférieure à n'importe quel couple de freinage possible. Le couple de freinage est le couple nécessaire pour maintenir le moteur à une vitesse de rotation stable lorsque aucune puissance ne lui est demandée.
Le module 6 détermine que le premier couple Cth est le plus grand entre le couple souhaité C et le seuil de couple de provision Scp. Ainsi, le couple souhaité C est augmenté d'un couple de provision Cp lorsque le seuil de couple de provision SCp est plus grand que le couple souhaité C. Le module 10 reçoit des consignes de régulation Cr pour adapter le couple délivré par le moteur. Ces consignes de régulation proviennent par exemple d'un système de régulation prévu pour amortir des oscillations de rotation du moteur. Le module 10 ajoute ces consignes de régulation pour générer le deuxième couple Call.
Lors d'une phase de changement de rapport, le module 16 délivre un seuil de couple de provision SCp supérieur au seuil souhaité C. Le premier couple Cth est alors augmenté d'un couple de provision Cp, ce qui se traduit par une augmentation de l'ouverture Th de la vanne d'air d'admission. Dans le même temps, le deuxième couple Cali correspond au couple souhaité C. La consigne d'allumage All est donc adaptée pour que le couple délivré corresponde au couple souhaité C. A la fin du changement de rapport, le couple effectivement délivré par le moteur peut rapidement être adapté, en particulier, il peut être rapidement remonté au niveau du couple Cth, c'est-à-dire à un niveau supérieur d'une valeur du couple de provision Cp à ce qu'il aurait été sans le procédé selon l'invention. De même la régulation des oscillations peut être plus efficace en disposant de la possibilité d'augmenter rapidement le couple délivré, en plus de la possibilité de le réduire.

Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Procédé de commande d'un groupe motopropulseur comportant un moteur, une boîte de vitesses mécanique couplée au moteur par l'intermédiaire d'un embrayage, procédé dans lequel: - on détermine un couple souhaité (C), on agit sur au moins deux paramètres (All, Th) du groupe motopropulseur pour qu'il délivre le couple souhaité (C), le premier paramètre (Th) permettant d'obtenir un premier couple (Cth) dans de premières conditions de fonctionnement théoriques, le deuxième paramètre modifiant les conditions de fonctionnement pour obtenir le couple souhaité (C), le temps de réponse en couple du groupe motopropulseur aux variations du deuxième paramètre (All) étant plus court que pour le premier paramètre (Th) ; caractérisé en ce que, lors d'un changement de rapport (R) de la boîte de vitesses, le premier couple (Cth) est déterminé pour être supérieur au couple souhaité (C) de la valeur d'un couple de provision (Cp).
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le couple souhaité (C) est corrigé par des consignes de régulation (Cr) en un deuxième couple (Call) avant de déterminer le deuxième paramètre (All).
3. Procédé de commande selon la revendication 1, dans lequel le premier paramètre est le degré d'ouverture (Th) d'une vanne agissant sur un flux d'air d'admission.
4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le deuxième paramètre est un angle d'allumage (All) déterminant la position d'un vilebrequin lors d'une commande d'allumage dans un moteur à allumage commandé.
5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le couple de provision (Cp) est fonction du rapport (R) précédant le changement de rapport.
6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le couple de provision (Cp) est fonction du régime de rotation du moteur (N).
7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, après un délai prédéterminé depuis le début du changement de rapport, le couple de provision est diminué.
8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le début du changement de rapport est indiqué par un signal (E) issu d'un contacteur actionné en fonction de la position d'une pédale d'embrayage (12) commandée par un conducteur.
9. Système de commande d'un groupe motopropulseur comportant un moteur, une boîte de vitesses mécanique couplée au moteur par l'intermédiaire d'un embrayage, et des moyens de mise en oeuvre du procédé de commande selon l'une des
revendications précédentes.
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