FR2890118A1 - METHOD AND DEVICE FOR MANAGING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Abstract
Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne (10) selon lequel, on régule la vitesse de rotation (n_BKM) du moteur (10) en fonction d'une vitesse de rotation de consigne (n_cons) prédéfinie et selon lequel, en fonction des différences de régulation (e), entre la vitesse de rotation (n_BKM) et la vitesse de rotation de consigne (n_cons), un organe de régulation (R) détermine un couple de consigne (M_cons) pour commander le moteur à combustion interne (10). On évalue un couple perturbateur (m_pert) qui représente notamment des grandeurs perturbatrices non mesurables, et on détermine un couple de réglage (M_règl) utilisé pour commander le moteur à combustion interne (10) en fonction du couple de consigne (M_cons) et du couple perturbateur (M_pert).A method of managing an internal combustion engine (10) in which the speed of rotation (n_BKM) of the engine (10) is regulated according to a predefined target speed (n_cons) and according to which, according to the regulation differences (e), between the rotation speed (n_BKM) and the set rotation speed (n_cons), a regulating element (R) determines a setpoint torque (M_cons) for controlling the internal combustion engine ( 10). It is evaluated a disturbing torque (m_pert) which particularly represents non-measurable disturbances, and determining an adjustment torque (M_règles) used to control the internal combustion engine (10) as a function of the setpoint torque (M_cons) and the torque disruptive (M_pert).
Description
Etat de la techniqueState of the art
La présente invention concerne un procédé de gestion d'un moteur à combustion interne selon lequel, on régule la vitesse de rotation du moteur en fonction d'une vitesse de rotation de consigne prédéfinie et selon lequel, en fonction des différences de régulation, entre la vitesse de rotation et la vitesse de rotation de consigne, un organe de régulation détermine un couple de consigne pour commander le moteur à combustion interne. The present invention relates to a method of managing an internal combustion engine according to which, the speed of rotation of the motor is regulated according to a predefined target speed of rotation and according to which, as a function of the differences in regulation, between the rotational speed and the set rotational speed, a regulating member determines a set torque for controlling the internal combustion engine.
L'invention concerne également un dispositif de gestion d'un moteur à combustion interne comportant un régulateur de vitesse de rotation pour réguler la vitesse de rotation du moteur à combustion interne en fonction d'une valeur de rotation de consigne prédéfinie et un organe de régulation pour déterminer un couple de consigne pour commander le moteur à combustion interne en fonction des différences de régulation entre la vitesse de rotation et la vitesse de rotation de con-signe. The invention also relates to a device for managing an internal combustion engine comprising a rotational speed regulator for regulating the rotational speed of the internal combustion engine as a function of a preset reference value and a regulating member. to determine a set torque for controlling the internal combustion engine as a function of the differences in regulation between the rotation speed and the con-sign rotation speed.
Etat de la technique Les procédés et dispositifs de ce type sont connus et se fondent habituellement sur un organe de régulation réalisé sous la forme d'un régulateur PI (régulateur proportionnel-intégral). L'élément intégral du régulateur PI utilisé dans les systèmes habituels délivre dans le cas d'une forte variation de la grandeur guide et des différences de régulation correspondantes, une valeur initiale défavorable pour la régulation stationnaire ultérieure dans l'intégrateur de l'élément d'intégration; cela se traduit par une suroscillation accentuée. STATE OF THE ART Processes and devices of this type are known and are usually based on a regulating member in the form of a PI regulator (proportional-integral regulator). The integral element of the PI regulator used in the usual systems delivers, in the case of a large variation of the guide quantity and the corresponding regulation differences, an unfavorable initial value for the subsequent stationary regulation in the integrator of the element d. 'integration; this results in an exaggerated overshoot.
Les organes de régulation ne comportant pas un tel élément d'intégration ou certes une surexcursion moindre mais à l'état stationnaire ils ont une différence de régulation qui ne disparaît pas ce qui n'est pas non plus souhaitable. Since the regulators do not have such an integration element or, indeed, a smaller overexcursion, they have a regulating difference in the stationary state which does not disappear, which is not desirable either.
But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé et un dispositif du type défini ci-dessus permettant d'éviter une suroscillation en cas de variation de la grandeur guide tout en annulant la différence de régulation à l'état stationnaire. OBJECT OF THE INVENTION The object of the present invention is to develop a method and a device of the type defined above making it possible to avoid overshoot in the event of variation of the guide quantity while canceling the regulation difference in the stationary state. .
Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'on évalue un couple perturbateur qui représente notamment des grandeurs perturbatrices non mesurables, et on détermine un couple de réglage utilisé pour commander le moteur à combustion interne en fonction du couple de consigne et du couple perturbateur. DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION For this purpose, the invention relates to a method of the type defined above, characterized in that a disturbing torque is evaluated, which in particular represents non-measurable disturbing magnitudes, and a setting torque is determined. used to control the internal combustion engine according to the setpoint torque and the disturbing torque.
L'invention concerne également un dispositif du type mentionné pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé par un élément de transfert pour évaluer le couple perturbateur qui représente notamment des grandeurs perturbatrices non mesurables. The invention also relates to a device of the type mentioned for the implementation of this method, characterized by a transfer element for evaluating the interfering torque which in particular represents non-measurable disturbances.
En évaluant le couple perturbateur selon l'invention, on peut tenir compte dans un régulateur de vitesse de rotation du moteur à combustion interne des grandeurs perturbatrices par ailleurs non mesurables et qui peuvent néanmoins se répercuter sur la vitesse de rotation du moteur à combustion interne et occasionner en cas de pro-cédé habituel par exemple une différence de régulation qui ne disparaît pas à l'état stationnaire. Cela permet ainsi lorsqu'on utilise le procédé de gestion selon l'invention, d'éviter une différence de régulation ré-si- duelle à l'état stationnaire. By evaluating the disturbing torque according to the invention, it is possible to take into account, in a rotational speed regulator of the internal combustion engine, disturbing quantities which are otherwise non-measurable and which may nonetheless have repercussions on the speed of rotation of the internal combustion engine and in the case of a usual process, for example, a control difference which does not disappear in the stationary state. This thus makes it possible, when using the management method according to the invention, to avoid a difference in regulation that is steady in the stationary state.
Comme grandeurs perturbatrices non mesurables dans le sens de la présente invention, on considère tous les coefficients d'influence qui pourraient influencer la vitesse de rotation du moteur à combustion interne et qui ne se déduisent au moins pas directement d'autres paramètres de fonctionnement du moteur à combustion in-terne. En particulier, une chaussée montante et/ou un vent de face ou effet analogue se répercutent comme grandeurs perturbatrices sur la régulation de la vitesse de rotation. As non-measurable disturbing variables in the sense of the present invention, all the coefficients of influence which could influence the speed of rotation of the internal combustion engine and which are not deduced at least directly from other operating parameters of the engine are considered. in-dull combustion. In particular, a rising road and / or a headwind or similar effect is reflected as disturbing variables on the speed of rotation regulation.
Globalement, le procédé de fonctionnement selon l'invention améliore le comportement de conduite de la régulation de la vitesse de rotation par rapport aux systèmes habituels. Overall, the operating method according to the invention improves the driving behavior of the regulation of the speed of rotation with respect to the usual systems.
Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: -l'élément de régulation est un élément proportionnel, - le couple de réglage se détermine en fonction d'un couple de perte connu qui représente notamment les grandeurs perturbatrices mesurables et/ ou calculables, - on additionne le couple perturbateur et/ ou le couple de perte connu au couple de consigne, - on détermine le couple perturbateur en fonction de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne et à l'aide d'un élément de transfert dont la fonction de transfert est de préférence l'inverse de celle de l'élément de transfert représentant le moteur à combustion interne, et on transforme la vitesse de rotation du moteur à combus- tion interne en un couple évalué ; dans ce cas, de préférence on obtient le couple perturbateur comme différence du couple de réglage et du couple évalué, si pour évaluer le couple perturbateur, on utilise un modèle qui tient compte du moment d'inertie massique d'une ligne d'entraînement couplée au moteur à combustion interne, avantageusement le modèle tient compte des forces appliquées à un véhicule entraîné par le moteur à combustion interne, en particulier sous la forme du moment d'inertie massique. According to other advantageous features of the invention: the regulating element is a proportional element; the adjustment torque is determined as a function of a known loss torque which represents in particular the measurable and / or calculable disturbing quantities, the disturbing torque and / or the known loss torque are added to the setpoint torque, the interfering torque is determined as a function of the rotation speed of the internal combustion engine and by means of a transfer element whose transfer function is preferably the inverse of that of the transfer element representing the internal combustion engine, and the rotational speed of the internal combustion engine is converted into an evaluated torque; in this case, the interfering torque is preferably obtained as the difference between the adjustment torque and the evaluated torque, if, to evaluate the disturbing torque, a model is used that takes into account the mass moment of inertia of a coupled drive line. to the internal combustion engine, advantageously the model takes into account the forces applied to a vehicle driven by the internal combustion engine, in particular in the form of the moment of mass inertia.
Suivant une autre caractéristique du dispositif l'élément de régulation est un élément proportionnel. According to another characteristic of the device, the regulation element is a proportional element.
Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma par blocs représentant le flux du signal d'un premier mode de réalisation du procédé de l'invention, - la figure 2 est un schéma bloc d'un autre mode de réalisation du pro- cédé de l'invention, - la figure 3 montre une forme de réalisation du dispositif de l'invention, et - la figure 4 montre une forme de réalisation d'un modèle selon l'invention. Drawings The present invention will be described hereinafter in more detail with the aid of exemplary embodiments shown in the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a block diagram showing the signal flow of a first mode of embodiment of the method of the invention; FIG. 2 is a block diagram of another embodiment of the method of the invention; FIG. 3 shows an embodiment of the device of the invention, and Figure 4 shows an embodiment of a model according to the invention.
Description des modes de réalisation Description of the embodiments
La figure 1 montre un schéma par blocs représentant le flux du signal d'un premier mode de réalisation du régulateur de vitesse de rotation 100 selon l'invention. Comme cela apparaît à la figure 1, en entrée le régulateur de vitesse de rotation 100 reçoit une différence de régulation e; il s'agit de la différence entre une vitesse de rotation de consigne n_cons, pré-définie comme grandeur guide et la vitesse de rotation effective, saisie par des moyens de mesure n_BKM d'un moteur à combustion interne 10 (figure 3). FIG. 1 shows a block diagram showing the signal flow of a first embodiment of the rotational speed regulator 100 according to the invention. As shown in FIG. 1, at the input the rotational speed regulator 100 receives a regulation difference e; it is the difference between a set rotation speed n_cons, pre-defined as a guide quantity and the actual rotation speed, captured by measuring means n_BKM of an internal combustion engine 10 (FIG. 3).
Le régulateur de vitesse de rotation 100 comporte un organe de régulation R fonctionnant comme organe de régulation proportionnel transformant la différence de régulation (e) en un couple de consigne n_cons pour commander le moteur à combustion interne 10; dans le schéma par blocs de la figure 3, le moteur à combustion interne 10 est représenté par le rectangle 10. Contrairement au régulateur de vitesse de rotation habituel ayant des éléments de régulation en forme de régulateur PI, le régulateur de vitesse de rotation 100 selon l'invention ne présente qu'un comportement de suroscillation relative-ment faible même pour de fortes variations de la grandeur guide n_cons car la différence de régulation e appliquée provisoirement à l'organe de régulation R n'est pas enregistrée dans celui-ci dans un élément d'intégration comme cela est le cas selon l'état de la technique. Ainsi, selon l'invention, on renonce à un élément d'intégration dans le régulateur de vitesse de rotation 100 donnant un meilleur comportement de guidage en particulier pour des opérations transitoires. The rotational speed regulator 100 comprises a regulating element R operating as a proportional regulating device transforming the regulation difference (e) into a setpoint torque n_cons for controlling the internal combustion engine 10; in the block diagram of FIG. 3, the internal combustion engine 10 is represented by the rectangle 10. In contrast to the usual rotational speed regulator having regulation elements in the form of a regulator PI, the rotational speed regulator 100 according to the invention exhibits only a relatively low overshoot behavior even for large variations of the guide quantity n_cons because the control difference e temporarily applied to the regulating member R is not recorded therein in an integration element as is the case according to the state of the art. Thus, according to the invention, it gives up an integration element in the rotational speed regulator 100 giving a better guiding behavior especially for transient operations.
Dans le cas de la régulation d'un chemin de régulation à comportement intégral (véhicule) par un régulateur PI, on a en boucle fermée une structure I2. Le système est ainsi de structure instable. La structure de régulation avec une évaluation du couple ne présente pas d'instabilité de structure et évite ainsi la tendance à osciller à basse fréquence. In the case of the regulation of a regulation path with integral behavior (vehicle) by a regulator PI, one has in closed loop a structure I2. The system is thus of unstable structure. The regulation structure with an evaluation of the torque does not exhibit any structural instability and thus avoids the tendency to oscillate at low frequency.
Le régulateur de vitesse de rotation 100 selon l'invention est de préférence implémenté dans l'appareil de commande 20 du moteur qui sollicite le moteur à combustion interne 10 selon la figure 3 avec des signaux de commande schématisés par la flèche 20a et qui re- Boit comme le schématise également la flèche 20b des grandeurs d'entrée 20b. De manière préférentielle, on implémente le régulateur de vitesse de rotation 100 sous la forme d'un code programme enregistré dans une mémoire de l'appareil de commande 20. The rotational speed regulator 100 according to the invention is preferably implemented in the control apparatus 20 of the engine which solicits the internal combustion engine 10 according to FIG. 3 with control signals represented diagrammatically by the arrow 20a and which re- Drinks as the diagram also arrow 20b input quantities 20b. Preferably, the rotational speed controller 100 is implemented in the form of a program code stored in a memory of the control unit 20.
Les signaux de commande 20a peuvent être par exemple le couple de consigne M_cons déjà décrit (figure 1) ou de préférence une grandeur qui en déduite comme par exemple le couple d'actionnement M_régi. La grandeur d'entrée 20b (figure 3) peut être par exemple la vitesse de rotation n_BKM ainsi que d'autres grandeurs d'entrée du moteur à combustion interne 10. The control signals 20a may be, for example, the setpoint torque M_cons already described (FIG. 1) or, preferably, a quantity derived therefrom, such as, for example, the actuating torque M_reg. The input variable 20b (FIG. 3) can be, for example, the speed of rotation n_BKM as well as other input variables of the internal combustion engine 10.
Le fonctionnement du régulateur de vitesse de rotation 100 selon la figure 1 sera décrit de manière plus détaillée ci-après. The operation of the rotational speed regulator 100 according to Figure 1 will be described in more detail below.
Comme cela apparaît à la figure 1, dans l'additionneur 30a, on additionne le couple de consigne M_cons fourni par l'élément de régulation R, un couple de perte connu en soi M_vb que l'on détermine dans le bloc portant la référence M_vb'. Ce couple peut par exemple re-présenté les demandes de puissance connues dans l'appareil de commande 20 et adressées aux équipements accessoires comme par exemple une installation de climatisation. A la sortie de l'additionneur 30a, on obtient ainsi un couple de consigne M_cons corrigé par le couple de perte, connu M_vb. Cela garantit que les demandes de puissance, connues émises par les utilisateurs ou autres couples de perte connus comme par exemple ceux qui résultent de effets de frottement dans une transmission ou moyens analogues, puissent être prises en compte pour la régulation de la vitesse de rotation n_BKM du moteur à combustion interne 10 et ne se traduisent pas dans ces conditions par une diminution incontrôlée de la vitesse de rotation n BKM. As it appears in FIG. 1, in the adder 30a, the setpoint torque M_cons supplied by the regulation element R is added, a loss pair known per se M_vb that is determined in the block bearing the reference M_vb. . This pair may for example re-present the known power demands in the control unit 20 and addressed to the accessory equipment such as an air conditioning installation. At the output of the adder 30a, a set torque M_cons is thus obtained corrected by the loss torque, known as M_vb. This ensures that known power demands from users or other known loss ratios, such as those resulting from friction effects in a transmission or the like, can be taken into account for n_BKM speed control. of the internal combustion engine 10 and do not result in these conditions by an uncontrolled decrease in the speed of rotation n BKM.
Au couple de consigne compensé M_cons, on ajoute un couple perturbateur évalué M_pert ce qui donne à la sortie de l'additionneur 30a le couple de consigne M_cons'. Le couple perturbateur M_pert représente notamment des grandeurs perturbatrices non mesurables se répercutant sur la vitesse de rotation n_BKM du moteur à combustion interne 10 et qui peuvent ainsi détériorer le comporte-ment de guidage du régulateur de vitesse de rotation 100. Les gran- deurs perturbatrices non mesurables peuvent être par exemple une pente de la chaussée ou autres perturbations qui se transforment en un couple perturbateur M_pert appliqué au moteur à combustion interne 10. At the compensated setpoint torque M_cons, an interference torque evaluated M_pert is added, which gives the output of the adder 30a the setpoint torque M_cons'. The disturbing torque M_pert represents, in particular, non-measurable disturbing magnitudes affecting the rotation speed n_BKM of the internal combustion engine 10 and which can thus deteriorate the guiding behavior of the rotational speed regulator 100. The disturbing magnets measurable can be for example a slope of the roadway or other disturbances which turn into a disturbing torque M_pert applied to the internal combustion engine 10.
La prise en compte selon l'invention des ces grandeurs perturbatrices sous la forme du couple perturbateur M_pert permet, de façon analogue au couple perdu connu M_vb, d'améliorer le comporte-ment au guidage du régulateur de vitesse de rotation 100 et permet notamment de faire disparaître la différence de régulation e à l'état stationnaire ce qui n'est pas possible avec les régulateurs habituels de vi- tesse de rotation ne comportant pas d'élément d'intégration. The taking into account according to the invention of these disturbing quantities in the form of the disturbing torque M_pert makes it possible, in a similar manner to the known lost torque M_vb, to improve the behavior of the rotational speed regulator 100 and, in particular, enables to make the regulation difference e disappear in the stationary state, which is not possible with the usual speed regulators which do not comprise an integration element.
Pour obtenir le couple de consigne M_cons" b dont le couple de perte M_vb et le couple perturbateur M_pert ont été compensés, à la sortie de l'additionneur 30b selon la figure 1, on applique un coordinateur de couple MK qui effectue d'une manière connue en soi et non décrite pour cette raison en détail, une hiérarchisation de la priorité des demandes de couple émanant des différents systèmes comme par exemple la position de la pédale d'accélérateur ou une limitation de vitesse de rotation. To obtain the setpoint torque M_cons "b whose loss torque M_vb and the disturbing torque M_pert have been compensated, at the output of the adder 30b according to FIG. 1, a torque coordinator MK which performs in a manner known in itself and not described for this reason in detail, a prioritization of the priority of torque requests from different systems such as for example the position of the accelerator pedal or a limitation of rotational speed.
La sortie du coordinateur de couple MK dispose ainsi du couple de consigne M_règl utilisé ensuite pour commander le moteur à combustion interne 10 (figure 3). Le moteur à combustion interne 10 lui-même est pris en compte dans le régulateur de vitesse de rotation 100 selon la figure 1 par son élément de transfert G qui représente ses caractéristiques de transfert et dont la sortie fournit la vitesse de rota- tion n_BKM qui dépend du couple de réglage M_règl qu'il a reçu. A côté du moteur à combustion interne 10, l'élément de transfert G peut également tenir compte de l'influence d'autres systèmes non représentés et qui seraient couplés à un moteur à combustion interne 10. The output of the torque coordinator MK thus has the setpoint torque M_regulated subsequently used to control the internal combustion engine 10 (FIG. 3). The internal combustion engine 10 itself is taken into account in the rotational speed regulator 100 according to FIG. 1 by its transfer element G which represents its transfer characteristics and the output of which provides the rotation speed n_BKM which depends on the M_regulation adjustment torque he has received. Besides the internal combustion engine 10, the transfer element G can also take into account the influence of other systems not shown and which would be coupled to an internal combustion engine 10.
Le couple perturbateur M_pert déjà décrit se détermine selon l'invention à partir de la vitesse de rotation effective n_BKM, mesurée par des moyens de mesure du moteur à combustion interne 10 pour être transmises à l'aide d'un élément de transmission G' dont la fonction de transfert est de préférence l'inverse de la fonction de transfert de l'élément de transfert G représentant le moteur à combustion interne 10. Pour simplifier, on peut également choisir la fonction de transfert de l'élément de transfert G' pour qu'elle soit approximative-ment l'inverse de la fonction de transfert G. Comme cela apparaît à la figure 1, l'élément de transfert G' transforme la vitesse de rotation qu'il reçoit n_BKM en un couple évalué M_eval. Le couple évalué M_eval fournit un couple moteur disponible pour l'accélération et qui dépend des grandeurs perturbatrices déjà décrites telles que par exemple une chaussée montante. The disturbing torque M_pert already described is determined according to the invention from the actual rotation speed n_BKM, measured by measuring means of the internal combustion engine 10 to be transmitted using a transmission element G 'with the transfer function is preferably the inverse of the transfer function of the transfer element G representing the internal combustion engine 10. For simplicity, it is also possible to choose the transfer function of the transfer element G 'for it is approximately the inverse of the transfer function G. As it appears in FIG. 1, the transfer element G 'transforms the speed of rotation it receives n_BKM into an evaluated torque M_eval. The evaluated torque M_eval provides a motor torque available for the acceleration and which depends on the disturbing quantities already described such as for example a rising road.
Le couple perturbateur M_pert résulte selon l'invention de la différence d'un couple de réglage M_régi' diminuée du couple de perte connu M_vb et du couple évalué M_eval c'est-à-dire M_pert = M_règl - M_vb - M_eval. Le couple perturbateur M_pert est comme déjà décrit, appliqué par l'additionneur 30b au couple de consigne M_cons' pour obtenir de cette manière une augmentation du couple de consigne M_cons par exemple nécessaire pour une forte pente de la chaussée, et maintenir la vitesse de rotation n BKM. According to the invention, the disturbing torque M_pert results from the difference of a setting torque M_regi 'minus the known loss torque M_vb and the evaluated torque M_eval, that is to say M_pert = M_regulations - M_vb - M_eval. The disturbing torque M_pert is as already described, applied by the adder 30b to the setpoint torque M_cons' to obtain in this way an increase in the setpoint torque M_cons, for example necessary for a steep slope of the roadway, and maintain the rotational speed n BKM.
Comme le modèle à la base de l'élément de transfert G' est habituellement un modèle simplifié par rapport à l'élément de transfert G, selon un autre mode de réalisation de l'invention, on peut tout d'abord soumettre la vitesse de rotation n_BKM à un filtrage non repré- sente-pour que l'organe de transfert G' ne reçoive que les composantes de fréquence du signal de vitesse de rotation n_BKM valables pour le modèle concerné. Since the model at the base of the transfer element G 'is usually a simplified model with respect to the transfer element G, according to another embodiment of the invention, the speed of n_BKM rotation at unrepresented filtering-so that the transfer member G 'receives only the frequency components of the rotational speed signal n_BKM valid for the model concerned.
De même, on peut également soumettre le couple de réglage M_régi' diminué du couple perdu connu M_vb et/ ou le couple perturbateur M_pert à un filtrage approprié (non représenté) notamment pour garantir une stabilité dynamique du régulateur de vitesse de rotation 100 selon l'invention. Pour filtrer, on peut utiliser d'une manière connue en soi des filtres du premier ordre ou d'ordre supérieur. Likewise, it is also possible to subject the adjustment torque M_regi 'minus the known lost torque M_vb and / or the interference torque M_pert to appropriate filtering (not shown) in particular to guarantee a dynamic stability of the rotational speed regulator 100 according to FIG. invention. In order to filter, first-order or higher-order filters may be used in a manner known per se.
L'évaluation du couple perturbateur selon l'invention M_pert à l'aide de l'élément de transfert G' permet avantageusement de prendre en compte dans l'appareil de commande 20 suivant la régulation de la vitesse de rotation, des grandeurs perturbatrices qui ne se mesurent pas directement comme par exemple la pente de la chaussée. De cette manière, l'utilisation selon l'invention d'un élément de régula- tion R réalisé selon l'invention sous la forme d'un élément proportionnel permet que même en cas de fortes variations de la grandeur guide n_cons, par comparaison avec le régulateur PI, habituel, on dispose d'un régulateur de vitesse de rotation ne présentant qu'une faible ten-dance à la suroscillation. Une différence de régulation e qui ne disparaît pas du fait de l'existence d'un régulateur de vitesse de rotation fondée sur des éléments proportionnels, en mode stationnaire est exclue selon l'invention par la prise en compte du couple perturbateur M_pert qui est fourni par le chemin de régulation de la manière décrite par l'additionneur 30b; cela signifie que le régulateur de vitesse de rotation selon l'invention 100 permet à l'état stationnaire de faire disparaître la différence de régulation e même si l'on n'utilise pas d'élément intégral au moment de l'intégration. The evaluation of the disturbing torque according to the invention M_pert with the aid of the transfer element G 'advantageously makes it possible to take into account in the control apparatus 20 according to the regulation of the speed of rotation, disruptive quantities which do not measure themselves directly, such as the slope of the roadway. In this way, the use according to the invention of a regulating element R made according to the invention in the form of a proportional element makes it possible, even in the case of large variations of the guide quantity n_cons, to compare with the regulator PI, usual, one has a regulator of rotational speed having only a small tendancy to overshoot. A control difference e which does not disappear because of the existence of a rotational speed regulator based on proportional elements, in stationary mode is excluded according to the invention by taking into account the disturbing torque M_pert which is provided by the regulation path in the manner described by the adder 30b; this means that the rotational speed regulator according to the invention 100 allows the stationary state to eliminate the control difference e even if one does not use integral element at the time of integration.
Comme évaluation des grandeurs perturbatrices selon l'invention aboutissant au couple perturbateur M_pert est faite de ma- nière continue, à la fois à l'état stationnaire et lorsqu'une demande du conducteur est appliquée et aussi pour les opérations transitoires, on peut tenir compte des grandeurs perturbatrices notamment variables dans le temps si bien que dans toutes les situations de fonctionnement, le régulateur de vitesse de rotation 100 permet d'obtenir un comporte- ment de conduite amélioré par rapport aux systèmes habituels. As evaluation of the disturbing quantities according to the invention resulting in the disturbing torque M_pert is done continuously, both in the stationary state and when a request from the driver is applied and also for the transient operations, it is possible to take into account disturbing variables, in particular variable in time, so that in all operating situations, the rotational speed regulator 100 makes it possible to obtain an improved driving behavior compared to the usual systems.
Les simulations montrent que pour une augmentation provisoire du couple de réglage M_régi, par exemple sous la forme d'une configuration rectangulaire avec une largeur d'impulsion pré-définie c'est-à-dire par exemple représentant une variation du couple demandé par le conducteur, le régulateur de vitesse de rotation 100 selon l'invention permet de réguler la vitesse de rotation n_BKM beaucoup plus rapidement sur la vitesse de rotation de consigne n_cons que pour les régulateurs habituels de vitesse de rotation ayant un élément intégrateur. Dans le régulateur de vitesse de rotation 100 selon l'invention, l'opération de stabilisation avec les conditions limites exposées ci-dessus a été obtenue déjà en environ 17s alors que pour l'opération d'oscillation du régulateur de vitesse de rotation habituel, même après environ 100s, il subsiste une suroscillation encore significative. L'utilisation selon l'invention d'un élément proportionnel comme élé- ment de régulation R évite en outre un chevauchement c'est-à-dire que la vitesse de rotation n_BKM s'approche asymptotiquement de la vitesse de rotation n_BKM sur la vitesse de rotation de consigne n_cons, sans suroscillations. The simulations show that for a temporary increase of the adjustment torque M_regi, for example in the form of a rectangular configuration with a pre-defined pulse width that is to say for example representing a variation of the torque requested by the The rotational speed regulator 100 according to the invention makes it possible to regulate the speed of rotation n_BKM much more rapidly on the set speed of rotation n_cons than for the usual speed regulators having an integrating element. In the rotational speed regulator 100 according to the invention, the stabilization operation with the above-described boundary conditions has already been obtained in about 17s while for the oscillation operation of the usual rotational speed regulator, even after about 100s, there is still a significant overshoot. The use according to the invention of a proportional element as regulating element R furthermore avoids an overlap, that is to say that the rotation speed n_BKM approaches asymptotically the speed of rotation n_BKM on the speed setpoint rotation n_cons, without oversampling.
Selon un autre mode de réalisation très avantageux de l'invention, pour déterminer le couple évalué M_eval dans l'élément de transfert G', on peut également utiliser un modèle d'ordre complet qui décrit aussi précisément que possible les caractéristiques de transfert effectives du moteur à combustion interne 10 et le cas échéant les autres systèmes du véhicule. According to another very advantageous embodiment of the invention, in order to determine the evaluated torque M_eval in the transfer element G ', it is also possible to use a complete order model which describes as precisely as possible the actual transfer characteristics of the transfer element G'. internal combustion engine 10 and if necessary the other systems of the vehicle.
Il est en outre possible de concevoir le rapport de transfert de l'organe de transfert G' non pas de façon statique mais notamment adaptatif ou à auto-apprentissage pour adapter les paramètres prédéterminés de l'élément de transfert G' en fonction des cycles obtenus de régulation de la vitesse de rotation. Pour cela on prévoit des algorithmes d'apprentissage appropriés qui peuvent être prévus dans l'appareil de commande 20 (figure 3). It is also possible to design the transfer ratio of the transfer member G 'not statically but in particular adaptive or self-learning to adapt the predetermined parameters of the transfer element G' according to the cycles obtained regulating the speed of rotation. For this purpose, suitable learning algorithms are provided which can be provided in the control apparatus 20 (FIG. 3).
Le cas échéant, selon un autre mode de réalisation de l'invention, on a également un élément de mémoire (non représenté) par exemple sous la forme d'un élément PT1 servant à mémoriser le couple perturbateur M_pert. Where appropriate, according to another embodiment of the invention, there is also a memory element (not shown) for example in the form of a PT1 element for storing the disturbing torque M_pert.
Selon un autre mode de réalisation très avantageux de l'invention, à la place de l'élément de transfert G' décrit ci-dessus, on peut utiliser la structure fonctionnelle présentée à la figure 2 pour dé-terminer le couple évalué M_eval appliqué de la manière décrite au ré- gulateur de vitesse de rotation 100 selon la figure 1. According to another very advantageous embodiment of the invention, in place of the transfer element G 'described above, the functional structure shown in FIG. 2 can be used to determine the evaluated torque M_eval applied from the manner described in rotational speed controller 100 according to FIG.
La structure fonctionnelle représentée à la figure 2 utilise un modèle 200 pour évaluer le couple perturbateur M_pert tenant compte d'un moment d'inertie massique J_AS d'une ligne de transmission 40 couplée au moteur à combustion interne 10 et représentée schématiquement à la figure 4. The functional structure represented in FIG. 2 uses a model 200 to evaluate the disturbing torque M_pert taking into account a moment of mass inertia J_AS of a transmission line 40 coupled to the internal combustion engine 10 and shown schematically in FIG. 4 .
Le modèle 200 selon l'invention décrit le moteur à combustion interne 10 et la ligne de transmission 40 comme un système comprenant plusieurs éléments rotatifs couplés les uns aux autres et dont le moment d'inertie de rotation respectif est connu et dont la vi- tesse de rotation respective est également connue ou du moins peut se calculer. En outre, on tient compte du couplage des différents systèmes entre eux; le couplage peut se faire avec glissement et ainsi transmettre de manière correspondante le couple entre les différents éléments de couplage. Comme exemple d'un couplage avec glissement ou patinage, on a un convertisseur de couple 60 pour des véhicules à boîte de vites-ses automatique. The model 200 according to the invention describes the internal combustion engine 10 and the transmission line 40 as a system comprising several rotary elements coupled to each other and whose respective moment of inertia of rotation is known and whose speed respective rotation is also known or at least can be calculated. In addition, account is taken of the coupling of the different systems to each other; the coupling can be done with sliding and thus transmit in a corresponding manner the torque between the different coupling elements. As an example of slippage or slip coupling, there is a torque converter 60 for automatic gearbox vehicles.
Le véhicule 50 lui-même ou sa masse ainsi que l'effet par exemple d'une chaussée montante comme grandeur perturbatrice et un embrayage 70 avec un certain patinage, par exemple du fait du patinage de la roue 70 du véhicule 50 peut également être intégré dans le modèle 200 de l'invention. Comme vitesse de rotation correspondante, on utilise une vitesse de rotation de roue et le moment d'inertie correspondant J_KFZ se détermine par des mesures ou par simulation. The vehicle 50 itself or its mass as well as the effect for example of a rising road as disturbing variable and a clutch 70 with a certain slippage, for example due to the slippage of the wheel 70 of the vehicle 50 can also be integrated in the model 200 of the invention. As a corresponding rotational speed, a wheel rotation speed is used and the corresponding moment of inertia J_KFZ is determined by measurements or by simulation.
Pour les moments d'inertie J_AS, JKFZ de la ligne de transmission du véhicule, il faut remarquer que ceux-ci dépendent du rapport de vitesse utilisé instantanément. For moments of inertia J_AS, JKFZ of the transmission line of the vehicle, it should be noted that these depend on the gear ratio used instantaneously.
Globalement, en utilisant le modèle 200 selon l'invention et les questions suivantes pour évaluer les couples perdus transformés par le moteur à combustion interne 10 et qui sont engendrés par la li- gne de transmission ou par des grandeurs externes telles que par exemple la pente de la chaussée ou le patinage de roue: JAS* ciu_ÉAS+J_BKM*w_BKM+ J_KFZ*w_KFZ = M_BKM-M_KM+M_KAS-M_KFZ, Dans cette formule JAS, JKFZ sont les moments d'inertie déjà décrits de la ligne de transmission du véhicule; JBKM représente le moment d'inertie du moteur à combustion interne 10. Overall, using the model 200 according to the invention and the following questions to evaluate the lost torques transformed by the internal combustion engine 10 and which are generated by the transmission line or by external quantities such as for example the slope of the roadway or the wheel slip: JAS * ciu_ÉAS + J_BKM * w_BKM + J_KFZ * w_KFZ = M_BKM-M_KM + M_KAS-M_KFZ, In this formula JAS, JKFZ are the moments of inertia already described of the transmission line of the vehicle; JBKM represents the moment of inertia of the internal combustion engine 10.
ÉAS, BKM et d)KFZ sont des accélérations d'angle correspondantes des éléments respectifs. EAs, BKM and d) KFZ are corresponding corner accelerations of the respective elements.
Contrairement aux moments d'inertie sur le côté gauche de l'équation des vitesses de rotation, les différents moments du côté droit de l'équation sont inconnus. Unlike moments of inertia on the left side of the rotation equation, the different moments on the right side of the equation are unknown.
Pour le moment MBKM, il s'agit d'un moment résultant agissant sur le moteur à combustion interne 10 et dépendant de la 35 combustion et des couples perdus par frottement ainsi qu'absorbé par les accessoires et transmis par un embrayage avec une ligne de trans-mission 40. For the moment MBKM, it is a resultant moment acting on the internal combustion engine 10 and depending on the combustion and the frictionally lost torques as well as absorbed by the accessories and transmitted by a clutch with a line of trans-mission 40.
Les couples M_KM, MKAS sont les couples échangés entre le moteur à combustion interne 10 et un embrayage ou un conver- tisseur de couple 60 reliant le moteur à combustion interne 10 à la ligne de transmission 40 ou du couple à transférer entre l'embrayage et le convertisseur de couple 60 et la ligne d'entraînement 40. Le couple M_KKFZ est le couple à transmettre entre la ligne d'entraînement 40 et le véhicule 50 ou encore les grandeurs perturbatrices telles que la chaussée ascendante et qui agissent sur le véhicule 50. The pairs M_KM, MKAS are the pairs exchanged between the internal combustion engine 10 and a clutch or a torque converter 60 connecting the internal combustion engine 10 to the transmission line 40 or the torque to be transferred between the clutch and the torque converter 60 and the drive line 40. The torque M_KKFZ is the torque to be transmitted between the drive line 40 and the vehicle 50 or the disturbing variables such as the rising road and which act on the vehicle 50.
Pour le modèle 200 selon la figure 4, on peut appliquer le système suivant d'équations différentielles: J BKM* BKM = -M KM + M BKM J AS* 6J AS = M KAS - M KKFZ JKFZ* KFZ = -M_KFZ + M_KKFZ, dans ces formules les couples à transmettre MKM, M_KAS, M_KKFZ dépendent des différentes accélérations angulaires (i) BKM, (i) AS ou (i) BKM, (i) AS; ou (i) AS, (i)_KFZ et le cas échéant d'autres grandeurs connues et que l'on peut calculer. La vitesse de rotation de roue n_roue, l'accélération angulaire correspondante (i)_KFZ peuvent s'obtenir de l'appareil de commande 20 (figure 3) par exemple sous la forme d'une grandeur d'entrée 20b de préférence toutefois par l'appareil de commande de frein (non représenté) relié à l'appareil de commande 20 par un bus de données non représenté. For the model 200 according to FIG. 4, it is possible to apply the following system of differential equations: J BKM * BKM = -M KM + M BKM J AS * 6J AS = M KAS -M KKFZ JKFZ * KFZ = -M_KFZ + M_KKFZ in these formulas the couples to be transmitted MKM, M_KAS, M_KKFZ depend on the different angular accelerations (i) BKM, (i) AS or (i) BKM, (i) AS; or (i) AS, (i) _KFZ and, where appropriate, other known quantities which can be calculated. The rotational speed of the wheel wheel, the corresponding angular acceleration (i) _KFZ can be obtained from the control device 20 (Figure 3) for example in the form of an input variable 20b, but preferably by brake control apparatus (not shown) connected to the control apparatus 20 by a data bus not shown.
Le patinage qui se produit le cas échéant au milieu d'une roue 70 (figure 4) du véhicule 50 ne produit pas contrairement au convertisseur de couple 60 une démultiplication de couple; la démultiplication de couple par le convertisseur de couple 60 donne des valeurs M KM différentes du côté du moteur à combustion interne 10 toutefois entre autres selon les couples M_KAS du côté de la ligne d'entraînement 40. Slippage which occurs if necessary in the middle of a wheel 70 (Figure 4) of the vehicle 50 does not produce unlike the torque converter 60 a torque reduction; the torque reduction by the torque converter 60 gives different values M KM on the side of the internal combustion engine 10, but among other things according to the pairs M_KAS on the side of the drive line 40.
Le modèle 200 ou l'exploitation des systèmes d'équations différentiels représentés ci-dessus se traduit à l'équation de bilan déjà donnée cidessus J_AS*w_ÉAS+J_BKM*w_BKM+J_KFZ*w_KFZ = M_BKM-M_KM+M_KAS-M_KFZ, La somme des couples présentée sur le côté droit de l'équation correspond au couple perdu résultant, appliqué au moteur à combustion interne 10 et que l'on peut déterminer ou évaluer à l'aide du modèle 200 à partir des grandeurs indiquées sur le côté gauche de l'équation et ainsi sa fonction selon le couple évalué M_eval correspond aux figures 1 et 2. Pour déterminer le couple évalué M_eval à l'aide du modèle 200, il n'est pas nécessaire de connaître les couples M_BKM, M_KM, M_KAS, M_KKFZ si bien que le procédé selon l'invention est in- dépendant des différents coefficients intervenant dans les couples MBKM, MKM, MKAS, MKKFZ comme par exemple l'accrochage de la roue 70 à la chaussée ou la dépendance de la température pour la transmission du couple dans le convertisseur de couple 60. The model 200 or the exploitation of the systems of differential equations represented above results in the balance equation already given above J_AS * w_ÉAS + J_BKM * w_BKM + J_KFZ * w_KFZ = M_BKM-M_KM + M_KAS-M_KFZ, The sum the torques shown on the right side of the equation correspond to the resulting lost torque applied to the internal combustion engine 10 and which can be determined or evaluated using the model 200 from the quantities indicated on the left side of the equation. the equation and thus its function according to the evaluated torque M_eval corresponds to FIGS. 1 and 2. To determine the evaluated torque M_eval using the model 200, it is not necessary to know the pairs M_BKM, M_KM, M_KAS, M_KKFZ so that the method according to the invention is independent of the different coefficients involved in the MBKM, MKM, MKAS, MKKFZ pairs, for example the attachment of the wheel 70 to the roadway or the dependence of the temperature for transmissio n torque in the torque converter 60.
La structure fonctionnelle déjà indiquée et montrée à la figure 2, convertit le modèle 200 de la figure 4 pour obtenir l'appareil de commande 20; chaque branche 210, 220 correspond à un terme J_AS* (i) AS, etc.., de l'équation de bilan et ici, à une ligne de transmission avec une unité qui patine c'est-à-dire avec une ou plusieurs roues en patinage 70 (figure 4). The functional structure already indicated and shown in FIG. 2, converts the model 200 of FIG. 4 to obtain the control apparatus 20; each branch 210, 220 corresponds to a term J_AS * (i) AS, etc., of the balance equation and here, to a transmission line with a unit that skates, that is to say with one or more skating wheels 70 (Figure 4).
Par exemple, la branche 210 permet de calculer l'expression J_AS* (i) AS et à la place de l'accélération angulaire (i) AS, on utilise la vitesse de rotation correspondante MBKM; selon la figure 2 cette vitesse est d'abord fournie à un différentiateur 31 et ensuite au multiplicateur 32 pour la multiplier par le moment d'inertie J_AS de la ligne d'entraînement 40 (figure 4). A la sortie du multiplicateur 32, on obtient de façon correspondante un couple JAS* (i) AS, nécessaire pour l'accélérer la ligne de transmission 40 pour une variation de vitesse de rotation donnée. For example, the branch 210 makes it possible to calculate the expression J_AS * (i) AS and instead of the angular acceleration (i) AS, the corresponding speed of rotation MBKM is used; according to Figure 2 this speed is first provided to a differentiator 31 and then the multiplier 32 to multiply by the moment of inertia J_AS of the drive line 40 (Figure 4). At the output of the multiplier 32, correspondingly a pair JAS * (i) AS, necessary to accelerate the transmission line 40 for a given rotational speed variation is obtained.
Le couple nécessaire à l'accélération du véhicule 50 s'obtient de façon analogue et selon le modèle 200 de la figure 4 à la sortie du multiplicateur 33 de la branche 220 de la figure 2. The torque necessary for the acceleration of the vehicle 50 is obtained analogously and according to the model 200 of FIG. 4 at the output of the multiplier 33 of the branch 220 of FIG.
Comme le montre la flèche en trait interrompu 34 à la fi- gure 2, on peut de la même manière utiliser d'autres éléments ou branches pour déterminer le couple évalué M_eval selon l'invention pour augmenter encore plus la précision du procédé décrit. Cela permet notamment de tenir compte d'autres éléments qui patinent. As shown by the dashed arrow 34 in FIG. 2, other elements or branches may similarly be used to determine the evaluated torque M_eval according to the invention to further increase the accuracy of the described method. This allows to take into account other elements that skate.
L'avantage de la détermination selon l'invention du couple évalué M_eval selon le modèle 200, par comparaison avec l'élément de transmission G' selon la figure 1 se situe dans le fait que le modèle 200 permet également de tenir compte de l'une des transmissions mol-les c'est-à-dire susceptibles d'osciller ayant des éléments qui patinent, pour déterminer le couple évalué M_eval. Les oscillations de telles lignes de transmission se répercutent dans le mode de réalisation de la figure 1 par l'organe de transmission G' sur le chemin rectangulaire et détériorent ainsi le comportement de conduite. The advantage of the determination according to the invention of the evaluated torque M_eval according to the model 200, compared with the transmission element G 'according to FIG. 1 lies in the fact that the model 200 also makes it possible to take account of the one of the transmissions mol-les that is to say, capable of oscillating having elements that slip, to determine the estimated torque M_eval. Oscillations of such transmission lines are reflected in the embodiment of Figure 1 by the transmission member G 'on the rectangular path and thus deteriorate the driving behavior.
Le mode de réalisation de la présente invention décrit en relation avec la figure 1 s'applique de manière particulièrement avanta- geuse pour une ligne de transmission ayant une faible tendance à os-ciller alors que l'exemple de réalisation selon la figure 2 tenant compte de vitesses de rotation différentes ou de couples différents fournit des valeurs fiables pour le couple évalué même pour des lignes de transmission oscillantes. The embodiment of the present invention described in connection with FIG. 1 is particularly advantageous for a transmission line having a low tendency to bend while the embodiment according to FIG. 2 takes into account Different rotational speeds or different torques provide reliable values for the rated torque even for oscillating transmission lines.
A la place la transformation du mouvement ou de la vitesse du véhicule appliquée au modèle 200 par la vitesse de rotation correspondante n_roue et l'utilisation du jeu de rotation, on peut également appliquer le modèle fondé sur un jeu d'impulsions et il faut transformer les forces accélérant le véhicule en un couple appliqué au moteur à combustion interne 10. Instead of the transformation of the motion or velocity of the vehicle applied to the model 200 by the corresponding rotational speed n_roue and the use of the rotation set, it is also possible to apply the model based on a set of pulses and it is necessary to transform the forces accelerating the vehicle in a torque applied to the internal combustion engine 10.
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