FR2944561A3 - Procede de mise au point d'un regulateur d'un parametre d'etat d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

Procédé de mise au point d'un régulateur de véhicule automobile comprenant un correcteur apte à commander un système de contrôle d'un paramètre d'état à réguler, qui comprend un système de régulation comportant le régulateur et un modèle du système de contrôle, une étape d'identification (S 1) dans laquelle on calcule des valeurs finales des paramètres d'un modèle du système de contrôle et une étape de calibration (S2) dans laquelle : - on établit (C4) deux cartographies, respectivement du dépassement et du temps de montée d'un signal de réponse du système de régulation à un signal de consigne émit sur une entrée du régulateur, en fonction du coefficient d'amortissement et de la pulsation propre du système de régulation ; - on détermine (C5) un point candidat à partir des cartographies établies ; - on calcule (C6) les paramètres du correcteur en fonction des coordonnées du point candidat et des valeurs finales des paramètres du modèle du système de contrôle.

Description

B08-3303FR - AxC/CRA
Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Procédé de mise au point d'un régulateur d'un paramètre d'état d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile Invention de : LAUNAY Grégory PROT Emmanuel Procédé de mise au point d'un régulateur d'un paramètre d'état d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile
L'invention concerne la mise au point d'un régulateur. Plus particulièrement, l'invention concerne un régulateur d'un paramètre d'état d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Lors de la conception d'un nouveau moteur ou de l'adaptation d'un moteur existant pour un véhicule automobile, la phase de mise au point du moteur est une étape importante. Cette étape consiste à déterminer les réglages permettant au moteur de fonctionner de manière optimisée tout en respectant les cahiers des charges du constructeur.
On différencie plusieurs phases de mise au point du moteur qui peuvent être, par exemple, des réglages de performance, de consommation, de dépollution, de diagnostic, des réglages pour les systèmes de post-traitement des gaz d'échappement, comme par exemple du filtre à particules ou du piège à oxydes d'azote...
Des réglages précis effectués lors de ces différentes phases permettent de fournir un moteur qui puisse fonctionner dans toutes les conditions durant l'utilisation du véhicule. En outre, la plupart des grandeurs de fonctionnement d'un moteur, comme celles des systèmes de post-traitement des gaz d'échappement, sont régulées par l'intermédiaire de régulateurs. Ces régulateurs reçoivent en entrée une consigne et génèrent en sortie une commande destinée à un actionneur qui pilote le système (moteur, système de post-traitement...) afin que la grandeur à réguler tende vers la consigne initiale.
Ces régulateurs comprennent un correcteur qui génère ladite commande de l'actionneur. Par exemple, le correcteur pourra être de type PID, ou Proportionnel Intégrale Dérivée . Actuellement, les méthodes de mise au point d'un moteur de véhicule automobile consistent à effectuer des essais manuels qui peuvent entraîner des erreurs de réglage. La performance de ces méthodes est liée à l'expérience de l'utilisateur chargé de réaliser de tels essais et ne permet pas d'obtenir un niveau de résultat certain, ni un temps certain pour effectuer ces essais.
I1 existe plusieurs méthodes pour mettre au point un régulateur. On peut citer par exemple la demande de brevet canadien CA 2 370 772 qui divulgue une méthode de mise au point d'un régulateur en boucle fermée comprenant un correcteur de type PID apte à commander un système de contrôle. Dans cette méthode, on mesure une pulsation propre du régulateur, on identifie les paramètres d'un modèle du système de contrôle en fonction de la pulsation propre mesurée et l'on identifie les paramètres du régulateur en fonction des paramètres du modèle et d'une valeur prescrite de dépassement du régulateur. En outre, ce document divulgue l'utilisation d'une table de valeurs du gain du régulateur en fonction du dépassement. Mais cette méthode est générique et la table utilisée n'est pas suffisamment précise pour déterminer les paramètres optimaux du régulateur. On peut également citer la demande de brevet JP 2003172179 qui divulgue une méthode de mise au point d'un régulateur en boucle fermée du rapport air/essence pour des moteurs à combustion interne. Dans cette mise au point, on détermine les paramètres du régulateur à partir d'une identification des paramètres d'un modèle du système de contrôle du rapport air/essence. En outre, l'identification des paramètres du modèle est effectuée à l'aide de temps de réponse du régulateur. Mais cette méthode n'est pas non plus suffisamment précise. Par ailleurs, la demande de brevet européen EP 1 296 048 divulgue un procédé de commande pour un système d'allumage d'un moteur à combustion interne. Dans ce procédé, on identifie les paramètres d'un régulateur du système de manière que la commande du système soit comprise entre une limite inférieure et une limite supérieure du papillon des gaz. Mais cette méthode ne prend pas en compte les valeurs de dépassement du signal du régulateur pour déterminer les paramètres de ce régulateur.
Un des buts de l'invention est donc de fournir une méthode pour mettre au point un régulateur de manière suffisamment précise pour déterminer les paramètres optimaux du régulateur. Un autre but de l'invention est d'implémenter ces paramètres dans une unité de commande électronique pour réguler un paramètre d'état du moteur. Encore un autre but de l'invention est de mettre au point un régulateur d'une température des gaz en sortie d'un filtre à particules lors des phases de régénération dudit filtre à particules.
Dans un mode de mise en oeuvre, un procédé de mise au point d'un régulateur d'un paramètre d'état d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ledit régulateur comprenant un correcteur apte à commander un système de contrôle du paramètre d'état du moteur à réguler, le régulateur faisant partie d'un système de régulation qui comprend en outre un modèle du système de contrôle, comprend une étape d'identification dans laquelle on calcule des valeurs finales des paramètres du modèle du système de contrôle. Dans ce procédé, on effectue, en outre, une étape de calibration dans laquelle : - on établit deux cartographies, respectivement du dépassement et du temps de montée d'un signal de réponse du système de régulation à un signal de consigne émit sur une entrée du régulateur, en fonction du coefficient d'amortissement et de la pulsation propre du système de régulation ; - on détermine un point candidat à partir des cartographies établies et en fonction d'une valeur prescrite de dépassement et d'une valeur prescrite de temps de montée ; - on calcule les paramètres du correcteur en fonction des coordonnées du point candidat et des valeurs finales des paramètres du modèle du système de contrôle. Grâce à une tel procédé, on fournit une méthode de mise au point simple et automatisée afin d'optimiser les valeurs des paramètres d'un régulateur, tout en respectant le cahier des charges du constructeur. L'automatisation d'une telle méthode permet également de réduire le temps de mise au point du moteur et ainsi, d'améliorer la productivité lors de la conception de ces derniers. Avantageusement, lors de l'étape de calibration : - on sélectionne un ensemble de points ayant chacun pour coordonnées : un coefficient d'amortissement du système de régulation et une pulsation propre du système de régulation, ledit ensemble de points étant sélectionné en fonction d'au moins une valeur finale d'un paramètre du modèle du système de contrôle ; - on mesure, sur une sortie du système de régulation et pour chaque point de l'ensemble sélectionné, un signal de réponse du système de régulation à un signal de consigne émit sur l'entrée du régulateur ; - on calcule, pour chaque signal de réponse du système de régulation, un dépassement du signal de réponse et un temps de montée du signal de réponse. Le calcul du dépassement et du temps de montée des signaux de réponse du système de régulation est effectué en fonction d'un ensemble de point déterminé à partir d'au moins un paramètre du modèle du système de contrôle, ce qui permet de limiter le nombre de calculs à effectuer. Selon un autre avantage, lors de l'étape d'identification : - on émet une pluralité de signaux de commande sur une entrée du modèle du système de contrôle ; - on calcule, pour chaque signal de commande, une valeur courante de chaque paramètre du modèle du système de contrôle ; - on sauvegarde lesdites valeurs courantes de chaque paramètre du modèle du système de contrôle ; et - on calcule, pour chaque paramètre du modèle du système de contrôle, une valeur finale parmi lesdites valeurs courantes du paramètre considéré. En outre, on peut calculer, pour chaque paramètre du modèle du système de contrôle, une valeur finale égale à la moyenne des valeurs courantes sauvegardées du paramètre considéré.
Selon une variante, on peut calculer, pour chaque paramètre du modèle du système de contrôle, une valeur finale égale à la valeur maximum des valeurs courantes sauvegardées du paramètre considéré. Selon un autre avantage, lors de l'étape de détermination d'un point candidat : - on détermine un ensemble candidat de points par interpolation dans la première cartographie en fonction d'une valeur prescrite de dépassement ; - on calcule un ensemble de temps de montée dans la deuxième cartographie en fonction de l'ensemble candidat de points déterminé ; - on calcule un temps de montée moyen égal à la moyenne de l'ensemble des temps de montée calculé ; et - on détermine un point candidat par interpolation dans la deuxième cartographie en fonction du temps de montée moyen calculé.
Grâce au fait de déterminer les paramètres du régulateur à partir d'une valeur prescrite de dépassement, on peut, dans un premier temps fixer la stabilité du régulateur, puis dans un deuxième temps fixer la rapidité du régulateur à partir du calcul d'un temps de montée moyen tout en préservant la stabilité préalablement fixée.
Selon un autre mode de mise en oeuvre, le régulateur est embarqué dans une unité de commande électronique et on implémente les paramètres du correcteur calculés dans ladite unité de commande électronique. Une fois les paramètres de mise au point déterminés, ceux-ci sont implémentés, par exemple, dans une unité de commande électronique qui commande les actionneurs du moteur (vannes, injecteurs...) Selon encore un autre avantage, on effectue les étapes d'identification et de calibration lors de la validation sur un banc d'essais Selon encore un autre mode de mise en oeuvre, le paramètre d'état du moteur est une température des gaz de sortie d'un filtre à particules et on effectue les étapes d'identification et de calibration lors des phases de régénération dudit filtre à particules.
On peut également implémenter ce procédé dans un logiciel embarqué sur un ordinateur pour qu'un utilisateur puisse mettre au point le régulateur, par exemple à l'aide d'un ordinateur portable extérieur au véhicule.
D'autres buts, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un régulateur d'un paramètre d'état d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile ; - la figure 2 représente une autre vue schématique du régulateur ; - la figure 3 représente un organigramme illustrant les principales phases du procédé de mise au point d'un régulateur ; - la figure 4 représente un organigramme illustrant les principales phases de l'étape d'identification du procédé de mise au point d'un régulateur; et - la figure 5 représente schématiquement un ensemble de points sélectionné pour le calcul des paramètres du régulateur. Sur la figure 1, on a représenté de façon schématique, un régulateur 1 apte à commander un système de contrôle 2. Le système de contrôle 2 comprend un moteur à combustion interne 3 et un actionneur 4 apte à piloter un état du moteur 3. L'actionneur 4 peut être, par exemple, un moyen pour gérer le débit d'air admis dans le moteur 3 ou un moyen pour contrôler le débit de carburant injecté dans le moteur 3. Sur la figure 1, on a représenté, par exemple, un système de contrôle 2 de la température Tréelle des gaz de sortie d'un filtre à particules 5 d'un véhicule automobile. Dans cet exemple d'application du régulateur 1, la grandeur, ou paramètre d'état du moteur 3, à réguler est la température Tréelle, mais on peut envisager d'autres grandeurs à réguler comme le débit d'air admis dans le moteur, la température du filtre à particules 3, ou le débit de carburant injecté dans le moteur 3... Le moteur à combustion interne 3 est muni d'au moins un cylindre 6. L'actionneur 4 permet de modifier la température Tréelle en émettant une commande, transmise par la connexion 7, en direction du moteur 3. Ce moteur à combustion interne 3 comprend un conduit d'alimentation en air frais 8 qui amène de l'air à un collecteur d'admission 9 du moteur 3.
Les gaz d'échappement du moteur 3 sont collectés par un collecteur d'échappement 10, puis évacués par un conduit d'échappement 11 sur lequel est monté le filtre à particules 5. La température Tréelle est mesurée à l'aide d'un capteur de température 12 qui est placé en aval du filtre à particules 5, puis cette mesure est transmise en direction du régulateur 1 par la connexion 13. Le régulateur 1 émet une commande Cmde, transmise par une connexion 14, en direction de l'actionneur 4 afin de réguler la température Tréelle. Cette commande Cmde peut être, par exemple, une commande du débit de carburant ou une commande du phasage de l'injection principale du moteur 3. Ces commandes ont une influence directe sur la température des gaz d'échappement mesurée en aval du filtre à particules 5. En outre, le régulateur 1 peut être embarqué au sein du véhicule dans un processeur électronique sous une forme logiciel ou sous une forme de logique de commande. Ce régulateur 1 peut également être embarqué au sein d'un ordinateur extérieur au véhicule. Sur la figure 2, on a représenté une autre vue schématique du régulateur 1 décrit à la figure 1.
Sur la figure 2, on a représenté un régulateur 1 associé à un modèle du système de contrôle 20 lors de la mise au point du régulateur avant sont utilisation. En effet, un mode d'utilisation du régulateur 1 après sa mise au point est illustré sur la figure 1 précédente.
Sur la figure 2, le régulateur 1 reçoit une consigne de mesure Cons, sur une entrée du régulateur 21 et émet, en réponse, une commande Cmde en direction du modèle du système de contrôle 20. Le modèle 20 émet en réponse à cette commande une grandeur modélisée Tmodélisée sur une sortie 22 du modèle 20. Sur la figure 2, la grandeur modélisée correspond à la température des gaz d'échappement. Un système de régulation 27 comprend le régulateur 1 et le modèle du système de contrôle 20. Dans ce système de régulation 27, le régulateur 1 commande le modèle du système de contrôle 20 par l'intermédiaire de la commande Cmde émise par le régulateur 1. Le régulateur 1 comprend un correcteur 23 et un moyen de calcul 24. Le moyen de calcul 24 reçoit la consigne Cons, par l'entrée du régulateur 21, et la grandeur modélisée Tmodélisée par la sortie 22 du modèle 20, qui est également la sortie 22 du système de régulation 27, puis élabore un signal d'erreur c. Le moyen de calcul 24 transmet ce signal d'erreur c, par une connexion 25, en direction du correcteur 23. Ce signal d'erreur c est égal à la différence entre la consigne Cons et la grandeur modélisée Tmodélisée. Le correcteur 23 est apte à élaborer la commande Cmde à partir du signal d'erreur c reçu et transmet cette commande Cmde en direction du modèle 20 par une connexion 26. Par exemple, le correcteur 23 pourra être de type PID.
Le modèle 20 est un moyen pour simuler le comportement du système de contrôle 2. Sur la figure 3, on a représenté un organigramme illustrant les principales phases du procédé de mise au point du régulateur 1 décrit précédemment.
Ce procédé comprend une étape d'identification S1, une étape de calibration S2 et une étape d'implémentation S3. L'étape d'identification S1 permet de calculer des valeurs finales de paramètres du modèle du système de contrôle 20. En effet, dans un premier temps on modélise le système de contrôle 2, puis dans un deuxième temps on calcule les paramètres de ce modèle 20. Le modèle du système de contrôle 20 est un modèle linéaire du premier ordre avec un retard Tm.
De manière générale, un modèle peut être représenté par sa fonction de transfert associée dans le domaine de Laplace selon l'équation (1) : H(p) = E(p) (1) - H(p) : fonction de transfert du modèle dans le domaine de Laplace ; - S(p) : Signal de sortie du modèle ; - E(p) : Signal d'entrée du modèle.
Un modèle linéaire du premier ordre avec un retard est représenté par la fonction de transfert selon l'équation (2) : H(p) ù 1 +Ts p . exp(ùTm • p) (2) - Ks : gain statique du modèle ; - Ts : constante de temps du modèle ; - Tm : retard ou délai temporel entre le signal de sortie et le signal d'entrée du modèle ; - p : coordonnée dans le domaine de Laplace.
L'étape d'identification S1 consiste à calculer les paramètres du modèle 20 à partir de signaux de commande Cmde émis sur la connexion 26. Ces signaux de commande Cmde peuvent être des signaux de type échelon, de type impulsion ou de type rampe. Lors de cette étape d'identification S1, on mesure les signaux de réponse aux signaux de commande Cmde, et l'on calcule les paramètres (Ks, Ts et Tm) associés aux signaux de réponse. Dans le cas du contrôle de la température des gaz de sortie du filtre à particules 5 du véhicule automobile, les signaux de réponse du modèle correspondent à la grandeur modélisée Tmodélisée. Puis, on sélectionne les paramètres (Ks, Ts et Tm) du modèle 20 parmi les paramètres calculés de manière à minimiser l'erreur entre la réponse Tmodélisée du modèle 20 et la réponse Tréelle du système de contrôle 2. C'est-à-dire que l'on soumet le système de contrôle 2 aux mêmes signaux de commande et on compare la réponse du modèle 20 avec la réponse du système de contrôle 2 afin de sélectionner les paramètres (Ks, Ts et Tm).
Un exemple de calcul des paramètres du modèle est illustré à la figure 4.
L'étape de calibration S2 consiste à calculer les paramètres du correcteur 23 du régulateur 1. Ce calcul dépend des paramètres du modèle 20 calculés à l'étape d'identification S1 et des performances du régulateur 1 souhaitées, par exemple en terme de rapidité ou de stabilité.
Pour calculer les paramètres du correcteur 23, on utilise la méthode par placement de pôle. Dans ce mode de mise en oeuvre, nullement limitatif, le correcteur est de type PID. On représente également le correcteur 23 par sa fonction de transfert dans le domaine de Laplace selon l'équation (3) : 1 C(p)=Kp. 1+ +Td•p (3) Ti. p ~ - C(p) : fonction de transfert du correcteur 23 de type PID dans le domaine de Laplace ; - Kp : gain statique ;
- Ti : constante de temps d'intégration de l'erreur c ;
- Td : constante de temps de dérive de l'erreur c.
Le système de régulation 27 comprenant le régulateur 1 et le modèle 20 peut être représenté par une fonction de transfert en boucle ouverte selon l'équation (4) : FBO(p)=C(p)•H(p)=(l+Ti•p+Ti•Td•p2).Kp• Ks•exp(-Tm•p)(4) Ti•p•(1+Ts•p) - FBF(p) : fonction de transfert en boucle ouverte du système de régulation 27. Pour réduire l'ordre de la fonction de transfert en boucle ouverte, on utilise les diagrammes de Nyquist qui permet de factoriser le terme (l+Ti•p+Ti•Td•p2) en un terme équivalent (1+Ts•p)•(1+Ts'•p) pour compenser le pôle p=-1/Ts de la fonction de transfert en boucle ouverte. D'où la relation (5) : Ti = Ts + Ts' Td = Ts • Ts' (5) Ti - Ts' : paramètre de Nyquist. Cette relation (5) permet de représenter la fonction de transfert en boucle ouverte selon la nouvelle équation (6) :
FBF(p) _ (l+Ts'•p) Ks exp(ùTm p) (6) Ti • p Pour simplifier les calculs, on approxime le retard Tm en utilisant l'approximation de Padé au premier ordre selon l'équation (7): l+Tm 2 .p En outre, la fonction de transfert en boucle fermée du système de régulation 27 est représentée selon l'équation générale (8) : FBF (p) = FBO (p) (8) 1+FBO(p) - FBF(p) : fonction de transfert en boucle fermée du système de régulation 27. 20 25 exp(ùT 1ùTm .p 2 .p)= (7) A l'aide de cette approximation, on peut calculer la fonction de transfert en boucle fermée du système de régulation 27 selon l'équation (9) : l+ TsTm ' -Tm* Ts' p2 -2 2 FBF (p) = 1+ Ti +Ts'ûTm~ +( Ti•Tm Tm•Ts' 2 KsKp 2/p KsKp 2 P Soit la fonction de transfert à un second ordre canonique représentée selon l'équation (10) : _ K F2ndordrecanonique (P) 2 (10) 1+2 p+ p2 wo wo - K : gain de la fonction de transfert à un second ordre canonique;
- : coefficient d'amortissement du système de régulation 27 - wo : pulsation propre du système de régulation 27.
On peut identifier la fonction de transfert en boucle fermée, établie selon l'équation (9), avec la fonction de transfert à un second ordre canonique selon l'équation (10).
On obtient donc par identification la relation (11) : Ks • /2 û Ts'+Tm w o 2 Par ailleurs, le paramètre de Nyquist Ts' doit être positif ou nul, ce qui impose une condition supplémentaire pour déterminer les 25 paramètres et wo. (9) Ts' Tm 1 wo 4 Tm • wo2 Ts + Ts' Kp = On aura donc la relation supplémentaire (12) : +.à2+1 ° > Tm/ Pour calculer les paramètres du correcteur 23, on effectue une étape Cl de sélection d'un ensemble de points ayant pour coordonnées { , (D°}. Cette sélection est effectuée en fonction de la relation supplémentaire (12), et donc en fonction d'au moins un paramètre Tm du modèle du système de contrôle 20. Un exemple de sélection de cet ensemble de point est donné à la figure 5. Puis, on effectue une étape de mesure C2, dans laquelle on mesure sur la sortie 22 du système de régulation 27, et pour chaque point de l'ensemble sélectionné, un signal de réponse du système de régulation Tmodélisée à un signal de consigne Cons émit sur l'entrée du régulateur 21. On effectue une étape de calcul C3, dans laquelle on calcule, pour chaque signal de réponse du système de régulation 27, un dépassement D du signal de réponse et un temps Tmo de montée du signal de réponse.
Le dépassement D correspond à la différence entre l'amplitude maximum du signal de réponse et l'amplitude de la consigne émise en entrée. Le temps de montée Tmo correspond au temps pour lequel le signal de réponse atteint la valeur égale à (1-exp(-1))•Acoäs , où Acons est l'amplitude de la consigne d'entrée. Ce qui correspond à environ 63% de l'amplitude de la consigne d'entrée. A l'aide du calcul de ces temps de montée Tmo et de dépassement D en fonction des coordonnées { , W°}, on peut établir deux cartographies, respectivement du dépassement D et du temps de montée Tmo. Dans l'étape C4 suivante, on établit une première cartographie du dépassement D en fonction des coordonnées {,W°} selon la relation (12) D=f(,wo), et une deuxième cartographie du temps de montée Tmo en fonction des coordonnées { , wo} selon la relation Tmo=g(,wo). Puis, on effectue une étape de détermination C5, dans laquelle on détermine un point candidat à partir des cartographies établies et en fonction d'une valeur prescrite de dépassement et d'une valeur prescrite de temps de montée. On peut, par exemple, privilégier la stabilité du régulateur en déterminant une valeur prescrite de dépassement qui peut provenir du cahier des charges du constructeur ou d'un choix de l'utilisateur qui effectue la mise au point du régulateur. Après avoir déterminé une valeur de dépassement, on identifie un ensemble candidat de points offrant le dépassement prescrit à partir de la première cartographie. Puis, on calcule les temps de montée respectifs de chaque point de l'ensemble candidat de points, à partir de la deuxième cartographie.
On sélectionne un temps de montée, soit à partir du cahier des charges du constructeur, soit de la part de l'utilisateur, soit on calcule une moyenne des temps de montés. Après voir identifié une valeur prescrite de temps de montée, on détermine le point candidat parmi l'ensemble candidat de points, à partir d'une interpolation dans la deuxième cartographie. Selon un autre mode de détermination du point candidat, on peut fixer la valeur du temps de montée, identifier un ensemble candidat de points à partir de la deuxième cartographie, puis faire une moyenne des temps de dépassement correspondant à chaque couple.
Après avoir déterminé une valeur prescrite de dépassement, on détermine le point candidat parmi l'ensemble candidat de points à partir d'une interpolation dans la première cartographie. Dans l'étape de calcul C6, on calcule les paramètres (Kp, Ti et Td) du correcteur 23 de type PID selon les relations (11) et (5) et à partir des coordonnées g c , woc} du point candidat. C'est-à-dire en effectuant les calculs suivants : Ks Ts'+ wo, Ti = Ts + Ts' Td = Ts Ts 5) Ti Dans l'étape d'implémentation S3, on implémente les valeurs calculées des paramètres (Kp, Ti et Td) du correcteur 23 de type PID dans une unité de commande électronique. L'approximation de Padé pour déterminer le retard Tm, ainsi que l'utilisation d'un correcteur de type dérivé, rendent approximatives les relations directes entre le couple {Tmo,D} du signal de réponse et le couple { , Wo} du système de régulation. C'est pourquoi on établit au préalable des cartographies qui permettent de fournir une relation entre les deux couples {Tmo,D} et { , wo}. Sur la figure 4, on a représenté de manière schématique les principales phases de l'étape d'identification S1. Cette étape d'identification S1 comprend une étape de génération de signaux Il dans laquelle on émet des signaux de commande Cmde sur l'entrée 26 du modèle 20. Puis, dans une étape de calcul I2, on calcule pour chacun des signaux de commande émis, une valeur courante de chaque paramètre (Ks, Ts et Tm) du modèle 20. Dans une étape de sauvegarde I3, on sauvegarde les valeurs courantes de chaque paramètre (Ks, Ts et Tm) du modèle 20. Selon un mode de mise en oeuvre, on pourra calculer, pour chaque paramètre (Ks, Ts et Tm) du modèle 20, une valeur finale égale à la moyenne des valeurs courantes sauvegardées du paramètre considéré. 16 f Ts'_ + Tm 1 -- 4 Tm • (00 2 Ts+Ts' (11) Kp = Tm 2 Selon un autre mode de mise en oeuvre, on pourra calculer, pour chaque paramètre (Ks, Ts et Tm) du modèle 20, une valeur finale égale à la valeur maximum des valeurs courantes sauvegardées du paramètre considéré.
Sur la figure 5, on a représenté schématiquement un exemple de sélection d'un ensemble de points 30 pour le calcul des paramètres du régulateur 1. On a représenté en abscisse les pulsations propres du système de régulation Wo et en ordonnée les coefficients d'amortissement du système de régulation . Une première zone interdite Z1 correspond à des points ayant une pulsation propre telle que co < m~ ~ +1 , les points inclus dans 2 cette zone ne sont donc pas sélectionnés d'après la relation supplémentaire (12).
Par ailleurs, on peut déterminer un intervalle I comprenant des coefficients d'amortissement qui permettent d'obtenir un régulateur suffisamment stable pour empêcher des oscillations intempestives sur le signal de sortie du système de régulation, tout en préservant la rapidité du régulateur. En effet, un coefficient d'amortissement trop élevé empêchera les oscillations du signal de sortie, mais ce signal de sortie tendra vers la valeur de consigne d'entrée trop tardivement. Pour obtenir un compromis entre stabilité et rapidité du régulateur, on choisira l'intervalle : I _ ]0,5;1,2[. Une deuxième zone interdite Z2 correspond à des points ayant une pulsation propre remplissant les conditions de la relation supplémentaire (12) mais qui ont un coefficient d'amortissement en dehors de l'intervalle I, les points inclus dans cette zone Z2 ne sont pas non plus sélectionnés pour calculer les paramètres du régulateur. Une zone autorisée Z3 est donc déterminée à partir des zones interdites Z1 et Z2, cette zone autorisée Z3 comprend des points 31 qui pourront être sélectionnés, en fonction d'un échantillonnage, pour calculer les paramètres de régulateur 1. Dans le cas contraire, les zones interdites Z2 et Z3 comprennent des points 32, illustrés en tireté sur la figure 5, ces points 32 ne seront pas sélectionnés pour le calcul des paramètres du régulateur 1. On choisira également un pas d'échantillonnage des pulsations propres kOE), ainsi qu'un pas d'échantillonnage des coefficients d'amortissement k pour sélectionner un ensemble de points 30 comprenant des points 31 dont les coordonnées sont comprises dans la zone autorisée Z3. On peut, grâce à ce procédé précédemment décrit, calculer les paramètres d'un régulateur de manière simple et rapide car elle comprend peu d'étapes de calculs. En outre, ce procédé offre la possibilité d'obtenir des paramètres suffisamment précis afin de déterminer un régulateur qui soit stable et rapide. Ce procédé est particulièrement adapté pour mettre au point des paramètres d'un régulateur comprenant un correcteur pour contrôler des systèmes pouvant être modélisés à l'aide d'une fonction de transfert du premier ordre ayant un retard.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de mise au point d'un régulateur d'un paramètre d'état d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ledit régulateur comprenant un correcteur apte à commander un système de contrôle du paramètre d'état du moteur à réguler, le régulateur faisant partie d'un système de régulation qui comprend en outre un modèle du système de contrôle, le procédé comprenant une étape d'identification (Sl) dans laquelle on calcule des valeurs finales des paramètres du modèle du système de contrôle et une étape de calibration (S2) dans laquelle : - on établit (C4) deux cartographies, respectivement du dépassement et du temps de montée d'un signal de réponse du système de régulation à un signal de consigne émit sur une entrée du régulateur, en fonction du coefficient d'amortissement et de la pulsation propre du système de régulation ; - on détermine (C5) un point candidat à partir des cartographies établies et en fonction d'une valeur prescrite de dépassement et d'une valeur prescrite de temps de montée ; - on calcule (C6) les paramètres du correcteur en fonction des coordonnées du point candidat et des valeurs finales des paramètres du modèle du système de contrôle.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, lors de l'étape de calibration (S2) : - on sélectionne (Cl) un ensemble de points ayant chacun pour coordonnées : un coefficient d'amortissement du système de régulation et une pulsation propre du système de régulation, ledit ensemble de points étant sélectionné en fonction d'au moins une valeur finale d'un paramètre du modèle du système de contrôle ; - on mesure (C2), sur une sortie du système de régulation et pour chaque point de l'ensemble sélectionné, un signal de réponse du système de régulation à un signal de consigne émit sur l'entrée du régulateur ;- on calcule (C3), pour chaque signal de réponse du système de régulation, un dépassement du signal de réponse et un temps de montée du signal de réponse.
  3. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel, lors de l'étape d'identification (Sl): - on émet (Il) une pluralité de signaux de commande sur une entrée du modèle du système de contrôle ; - on calcule (I2), pour chaque signal de commande, une valeur courante de chaque paramètre du modèle du système de contrôle ; - on sauvegarde (I3) lesdites valeurs courantes de chaque paramètre du modèle du système de contrôle ; et - on calcule, pour chaque paramètre du modèle du système de contrôle, une valeur finale parmi lesdites valeurs courantes du paramètre considéré.
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel on calcule, pour chaque paramètre du modèle du système de contrôle, une valeur finale égale à la moyenne des valeurs courantes sauvegardées du paramètre considéré.
  5. 5. Procédé selon la revendication 3, dans lequel on calcule, pour chaque paramètre du modèle du système de contrôle, une valeur finale égale à la valeur maximum des valeurs courantes sauvegardées du paramètre considéré.
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel, lors de l'étape de détermination (C5) d'un point candidat : - on détermine un ensemble candidat de points par interpolation dans la première cartographie en fonction d'une valeur prescrite de dépassement ; - on calcule un ensemble de temps de montée dans la deuxième cartographie en fonction de l'ensemble candidat de points déterminé ; - on calcule un temps de montée moyen égal à la moyenne de l'ensemble des temps de montée calculé ; et - on détermine un point candidat par interpolation dans la deuxième cartographie en fonction du temps de montée moyen calculé.
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le régulateur est embarqué dans une unité de commande électronique et on implémente (S3) les paramètres du correcteur calculés dans ladite unité de commande électronique.
  8. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel on effectue les étapes d'identification (Sl) et de calibration (S2) lors d'une validation sur un banc d'essais.
  9. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le paramètre d'état du moteur est une température des gaz de sortie d'un filtre à particules et on effectue les étapes d'identification (Si) et de calibration (S2) lors des phases de régénération dudit filtre à particules.
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