FR2884609A1 - Systeme d'estimation du couple d'un moteur de vehicule automobile. - Google Patents

Systeme d'estimation du couple d'un moteur de vehicule automobile. Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un système d'estimation du couple d'un moteur de véhicule automobile. Ce système comporte des moyens (18,20) d'acquisition d'une consigne de couple pour le moteur et du régime de rotation de celui-ci et des moyens (24) d'estimation du couple moteur propres à estimer ce dernier en fonction de la consigne de couple et du régime acquis en mettant en oeuvre un réseau de neurones prédéterminé (30).

Description

- le réseau de neurones comprend une couche de sortie ayant une cellule de
fonction d'activation linéaire;
- le réseau de neurones est propre à recevoir des valeurs antérieures du régime moteur et à estimer le couple moteur en fonction de celles-ci; et le réseau de neurones est propre à recevoir des valeurs antérieures de la consigne de couple et à estimer le couple moteur en fonction de cellesci.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en relation avec les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique du système selon l'invention associé à une unité de propulsion de véhicule automobile; - la figure 2 est une vue schématique de l'architecture d'un premier mode de réalisation d'un réseau de neurones mis en oeuvre par une unité d'estimation entrant dans la constitution du système de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique de l'architecture d'un second mode de réalisation d'un réseau de neurones mis en oeuvre par une unité d'estimation entrant dans la constitution du système de la figure 1; et la figure 4 est un graphique d'une première courbe temporelle d'un couple moteur mesuré sur un moteur de test et d'une seconde courbe temporelle du couple moteur correspondant estimée par le système selon l'invention.
Sur la figure 1, on a illustré de manière schématique un système d'estimation 10 du couple d'un moteur 12 de véhicule automobile dont le couple est commandé au moyen d'une pédale 14 par un conducteur 16, comme cela est connu en soi.
Ce système 10 comprend des moyens 18 d'acquisition de la position 0 de la pédale d'accélérateur 14 du véhicule et des moyens 20 d'acquisition du régime de rotation N du moteur 12. Les moyens d'acquisition 18, 20 sont raccordés à une unité 22 de contrôle du fonctionnement du moteur 12. Cette unité 22 est propre à commander le fonctionnement du moteur 12, par exemple son injection, son couple, ou autres, en fonction du régime N acquis, de la position 0 acquise de la pédale d'accélérateur et d'autres informations I, comme la vitesse du véhicule par exemple, comme cela est connu dans l'état de la technique.
L'unité 22 est notamment propre à déterminer une consigne de couple moteur CC en fonction du régime N acquis et de la position 0 de la pédale qui correspond à un couple souhaité par le conducteur du véhicule. Cette consigne de couple CC peut être différente du couple souhaité par le conducteur, par exemple quand une limitation de couple est mise en oeuvre dans le cadre d'un anti-blocage de roues, ou ABS.
L'unité 22 est également adaptée à commander le moteur 12 en fonction de la consigne CC déterminée pour que le couple effectif du moteur 12 soit égal à celle-ci.
Des moyens 24 d'estimation sont raccordés aux moyens d'acquisition 18, 20 et sont propres à estimer le couple C du moteur 10 en fonction de la position 0 de la pédale d'accélérateur et du régime N acquis, comme cela sera expliqué plus en détail par la suite.
Les moyens 18 d'acquisition de la position de la pédale 16 d'accélérateur et les moyens 20 d'acquisition du régime sont connus de l'état de la technique et les moyens 24 sont par exemple réalisés sous la forme d'une unité à micro-contrôleur ou similaire.
Ces moyens 24 d'estimation sont propres à mettre en oeuvre un réseau de neurones ayant pour entrées la position 0 de la pédale d'accélérateur 20 et le régime N acquis et pour sortie le couple moteur estimé C. La figure 2 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation du réseau de neurones mis en oeuvre par les moyens 24 d'estimation.
Ce réseau de neurones 30 est un perceptron à couche cachée unique comprenant une couche d'entrée 32 recevant la position 0 acquise et le régime N acquis et comprenant une entrée pour la réception d'une valeur constante d, par exemple égale à 1.
Le perceptron 30 comprend également une couche cachée 34 comprenant un nombre prédéterminé N de cellules 34a-34e connectées chacune à la couche d'entrée 32 pour recevoir la position 0 acquise de la pédale d'accélérateur, le régime N acquis du moteur et la constante d. Le perceptron 30 comprend enfin une couche de sortie 36 comprenant une cellule de sortie 38 connectée à chacune des cellules 34a-34e de la couche cachée 34.
La couche cachée 34 comprend également une cellule 34f, connectée à la cellule de sortie 38, et de fonction d'activation constante, par exemple égale à 1, afin d'injecter une constante en entrée de la cellule de sortie 38.
Par exemple, pour un moteur Diesel à rampe commune d'alimentation, la couche cachée 32 comprend 5 cellules 34a 34e mettant chacune en oeuvre une fonction d'activation du type tangente hyperbolique, c'est-à-dire une fonction d'activation H selon la relation: e2x -1 e +1 (1) où x = .1le + 2,2N + ,%3d est la variable de la fonction d'activation de la cellule, c'est-à-dire une somme pondérée des entrées de celle-ci (la position 0, le régime N acquis et la constante d), comme cela est connu en soi.
La fonction d'activation L mise en oeuvre par la cellule 38 de la couche de sortie 36 est préférentiellement une fonction d'activation linéaire et dont le biais est nul, c'est-à-dire une fonction d'activation selon la relation L(x) = x, où x est une somme I pi si pondérée des sorties si des cellules 34a-34f de la i=1 couche de sortie 34.
Les poids /12, 23,Pi associés aux synapses de ce réseau 30, c'est-à-dire les poids des connexions entre les entrées 0, N, d de la couche d'entrée 32, les cellules 34a-34f et la cellule de sortie 38 sont déterminés lors d'une étude antérieure sur un banc d'essai utilisant un moteur de test, par exemple en utilisant un apprentissage fondé sur des algorithmes de descente, de gradients conjugués ou autres, comme cela est connu en soi.
Dans un second mode de réalisation illustré sur la figure 3, l'estimation du couple du moteur est également réalisée en fonction de valeurs antérieures de la position o de la pédale d'accélérateur et du régime N acquis. Ceci permet notamment d'estimer des couples moteur différents en fonction des valeurs courantes de la position e de la pédale et du régime N acquis. On sait par exemple que des couples moteurs différents peuvent être obtenus en fonction de la pente de la chaussée et/ou de la masse du véhicule.
Afin de calculer des couples différents en fonction des conditions de roulage du véhicule, l'unité 24 d'estimation comprend un réseau de neurones 40 analogue à celui décrit en relation avec la figure 2.
Le réseau de neurones 40 selon ce deuxième mode de réalisation se distingue toutefois de celui décrit précédemment par le fait que sa couche d'entrée 42 est propre à recevoir, en plus des valeurs courantes 9(k) et N(k) de la position de la pédale et du régime reçues également par le réseau précédemment décrit, p valeurs 8(k -1), É É É, 0(k kp) antérieures de position de la pédale d'accélérateur, où p est un nombre prédéterminé, et q valeurs N(k 1),.. ,N(k kq) antérieures du régime moteur acquis, où q est un nombre prédéterminé.
Par exemple, les moyens 18 d'acquisition de la position de la pédale comprennent un échantillonneur-bloqueur et les p valeurs antérieures 0(k 1),..., 0(k kp) sont les p valeurs dernièrement échantillonnées de la position de la pédale d'accélérateur précédant la valeur échantillonnée courante 0(k) de celle-ci.
De même, les moyens 20 d'acquisition du régime moteur comprennent un échantillonneur-bloqueur et les q valeurs antérieures N(k 1),ÉÉÉ, N(k kq) sont les q valeurs dernièrement échantillonnées du régime moteur précédant la valeur courante N(k)de celui-ci.
Les valeurs antérieures de la position de la pédale et du régime moteur sont par exemple mémorisées dans une mémoire tampon (non représentée) connectée aux moyens 18, 20 d'acquisition pour la mémorisation de celleci et connectée aux moyens 24 d'estimation pour leur délivrer ces valeurs antérieures.
L'apprentissage du réseau de neurones 40 est réalisé d'une manière analogue à celle du réseau de neurones précédemment décrit en relation avec la figure 2.
La figure 4 est un graphique illustrant la précision et la fiabilité de l'estimation du couple moteur mise en oeuvre par le système selon l'invention.
Une première courbe A de ce graphique correspond à l'évolution temporelle du couple mesuré d'un moteur Diesel à rampe d'alimentation commune, associé à un système selon l'invention.
Une seconde courbe B du graphique de la figure 3 correspond à l'évolution temporelle correspondante du couple de ce moteur estimé par le système selon l'invention.
Comme on peut le constater, le couple estimé est très proche du couple réel mesuré, et cela pour des plages fréquentielles et d'amplitudes élevées.
Bien entendu, d'autres modes de réalisation de l'invention sont possibles.
Par exemple, en variante, le réseau de neurones ne comprend pas d'entrée pour une valeur constante d et/ou la cellule de fonction d'activation constante 34f, 44f.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1. Système d'estimation du couple d'un moteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens (18,20) d'acquisition d'une consigne de couple pour le moteur et du régime de rotation de celui- ci; et - des moyens (24) d'estimation du couple moteur propres à estimer ce dernier en fonction de la consigne de couple et du régime acquis en mettant en oeuvre un réseau de neurones prédéterminé (30; 40).
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau de neurones (30; 40) est un perceptron à une seule couche cachée (34; 44).
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche cachée (34; 44) comprend au moins 5 cellules (34a-34e; 44a-44e).
4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la couche cachée (34; 44) comprend des cellules (34a-34e; 44a-44e) de fonction d'activation du type tangente hyperbolique.
5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réseau de neurones (30; 40) comprend une couche de sortie (36; 46) ayant une cellule (38; 48) de fonction d'activation linéaire.
6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réseau de neurones (30; 40) est propre à recevoir des valeurs antérieures du régime moteur et à estimer le couple moteur en fonction de celles-ci.
7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réseau de neurones (30; 40) est propre à recevoir des valeurs antérieures de la consigne de couple et à estimer le couple moteur en fonction de celles-ci.
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