WO2015062725A1 - Procédé de prévention de calage d'un moteur utilisant une estimation de vitesse de rotation dudit moteur - Google Patents

Procédé de prévention de calage d'un moteur utilisant une estimation de vitesse de rotation dudit moteur Download PDF

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instantaneous
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Damien Verdier
Benjamin MARCONATO
Jérôme LACHAIZE
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Continental Automotive France
Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for preventing stalling of an engine. More specifically, this stall prevention is intended to assist an internal combustion engine, capable of stalling, by an auxiliary engine capable of providing punctually enough energy to prevent this stall.
  • the invention lies in the general framework of the technical management of the equipment of a vehicle provided for the comfort and safety of the driver and his passengers.
  • a further step in the technical management of the vehicle equipment is to provide an assistance of this engine when it may stall for various reasons: starting in first or second speed with insufficient power, starting up hill, shock of the vehicle with a sidewalk, etc.
  • EP 0 326 88 shows a monitoring of the rotation of an engine with an electronic system managing many parameters of this engine. Stall prevention is achieved by lightening the engine load by temporarily stopping the air conditioning, the internal ignition or the charging of the battery.
  • the average speed - that which is displayed on the vehicle's tachometer - is monitored to determine a forecast timing when that speed decreases. And taking into account this reduction is generally noted too late, which does not prevent engine stall. Under these conditions, the current monitoring systems detect a critical decrease in engine speed in a period generally insufficient for the assistance provided by the electric motor is effective.
  • the object of the invention is to overcome these drawbacks by defining anticipation conditions for the intervention of the auxiliary emergency engine and a more precise monitoring of the speed of the main engine to be rescued, while taking into account the response time of the auxiliary emergency engine.
  • the subject of the present invention is a method for preventing the stalling of a main engine of a vehicle.
  • Said main engine is an internal combustion engine and comprises pistons each performing a cycle in a cylinder for rotating a crankshaft driving a primary transmission shaft.
  • the vehicle also comprises an electric auxiliary engine capable of assisting the main engine with two pulleys and a drive belt, a gearbox, means for measuring the rotational speed of the main engine, and engine management means of the engine annexed including tools for calculating and storing information.
  • the stall prevention method comprises the following steps:
  • An estimate of the rotational speed of said main motor is used for a predefined subsequent angular position, the rotational speed of the main motor being estimated from a prediction of the instantaneous crankshaft speed, hereinafter referred to as instantaneous speed forecast;
  • a zone of intervention is defined between two minimum speeds of the crankshaft at said predefined subsequent angular position, namely a minimum high speed, above which the engine is estimated not to be in a stall situation, and a low minimum speed. below which the setting of the main engine is considered inevitable;
  • said auxiliary engine is triggered as long as said predicted instantaneous speed is below a predefined threshold to assist the rotation of the main engine so that the latter can continue to rotate in the same direction.
  • the auxiliary engine when the predicted instantaneous speed for the predefined subsequent position is in the intervention zone, the auxiliary engine is rotated at a sufficiently early time for this action to avoid stalling of the main engine.
  • the auxiliary engine can be triggered as soon as the calculation of the instantaneous speed estimate is completed in order to optimize the chances of avoiding stalling.
  • the auxiliary engine assists the rotation of the main engine as long as said rotational speed of the main engine is lower than an idle speed used as a predefined threshold.
  • the auxiliary engine assists the rotation of the main engine as long as said rotational speed of the main engine is lower than an idle speed used as a predefined threshold.
  • the predefined subsequent angular position is that of the crankshaft for the next top dead center (hereinafter TDC) of each piston;
  • the main engine is estimated to stall between the PMH, said second PMH, immediately following the first PMH and before the PMH, said third PMH, following the second PMH, if the auxiliary engine is not tripped;
  • This estimate comprises, from measurements made by an angular rotation sensor associated with the crankshaft, able to measure in real time the current angular position of the engine, comprises the following steps:
  • the figures relate to the same main internal combustion engine assisted by the same electric auxiliary motor.
  • FIG. 1 illustrates a hybrid vehicle 1 in which the method according to the invention is implemented.
  • This vehicle 1 has a main internal combustion engine 2 equipped with four pistons 2a to 2d, a fuel tank 3, and an electric auxiliary engine 4, suitable for seconding the main engine 2.
  • this main engine 2 is provided with an annex computer 9 and a battery 10 capable of storing electrical energy.
  • the vehicle 1 conventionally has four wheels, including two drive wheels R3 and R4 connected by a bridge 5a and 5b to the main motor 2 via a primary transmission shaft 6, a gearbox 7 and a secondary transmission shaft 6 ', and two non-driving wheels R1 and R2.
  • the engine annex 4 acts through a mechanical coupling system consisting of two pulleys 8a and 8b and a drive belt 8c.
  • the pulley 8a is rotated by the auxiliary motor 4, and, via the drive belt 8c, it communicates its rotational movement to the pulley 8b whose rotational movement is integral with that of the primary transmission shaft 6 .
  • the computation of the instantaneous speed predicted for the next top dead center gives enough time to the annex engine 4 to intervene and prevent a stalling of the main engine 2.
  • the use of the calculation of the instantaneous speed estimate is shown in Figure 2, for example according to the teachings of the patent application FR 12 58868.
  • the diagram of Figure 2 shows a curve C1 of the instantaneous speed of the main motor 2, measured in revolutions per minute "T / min", as a function of time "t". This curve is notched because of the discontinuous nature of the measurement made by a tooth sensor in connection with a target arranged on the crankshaft of the main engine 2.
  • This diagram also presents two levels of engine speeds: a higher minimum speed level Nmin 1, and a lower minimum speed level Nmin 2. Between these two levels Nmin 1 and Nmin 2 is defined an intervention zone Z in which the engine annex 4 is triggered to assist the main engine 2 whose instantaneous speed forecast is too low.
  • Curve C1 illustrates in particular motor cycles of approximately 50 ms duration for a four-cylinder engine, each cycle taking place between two successive TDCs, namely between P5 and P6 or between P6 and P7 with reference to FIG.
  • the speeds of the motor V1, V2 and V3 are minimal at the respective PMHs P5, P6 and P7, and the engine speeds are maximum in cycle mediums represented by the points S1 and S2.
  • This curve C1 crosses the intervention zone Z, between the two speed levels Nmin 1 and Nmin 2, with a decrease of the values of the successive PMHs P5, P6, P7: the first PMH P5 is above the level Nmin 1, the second PMH P6 between the levels Nmin 1 and Nmin 2, and the third PMH P7 below the level Nmin 2. This decrease reflects a slowing down of the speed of the main engine.
  • the three points V1, V2 and V3 correspond to the computation of the predicted instantaneous speed of the main motor for the three points PMH P5, P6 and P7.
  • the projected instantaneous velocities V1 to V3 are calculated during each phase of decay of speed, between S1 and P6 for the calculation of V2 and between S2 and P7 for the calculation of V3.
  • the projected instantaneous speeds V1, V2 and V3 are calculated at the respective instants t1, t2 and t3.
  • the forecast speed V1 is located above the intervention zone Z, and does not involve any intervention. But the forecast speed V2, which is located in the zone of intervention Z, then defines a situation in which the annex computer 9 triggers the engine annex 4 to assist the main engine 2 in its rotation.
  • the electric auxiliary motor 4 is intended to assist the main engine in certain configurations related to the instantaneous speeds predicted at the PMH with respect to the levels Nmin 1 and Nmin 2.
  • the predicted first instantaneous speed V1 at the PMH P5 is located above the level Nmin 1 and, under these conditions, said auxiliary engine 4 does not intervene.
  • the second projected instantaneous speed V2 at the next PMH, named P6, is of the order of 400 revolutions per minute. This predicted instantaneous speed is calculated during each phase of decreasing speed between the points S1 and P6 - for example at the time t2 - which corresponds to a duration Tp before the PMH P6. At time t2, a predicted instantaneous speed V2 is then calculated, situated in the intervention zone Z, between the levels Nmin 1 and Nmin 2. In this case, the main engine 2 - via its control and management element (no shown) - transmits a request for assistance to the calculator annex 9 which triggers the electric auxiliary motor 4.
  • the main engine 2 is estimated to stall after the next top dead center P6 and before the one that immediately follows it, P7, when its instantaneous speed for the next top dead center is included in this intervention zone Z, except in case of assistance of the main engine 2 by the engine annex 4. Thanks to the instantaneous speed prediction, the possible duration of reaction for the engine Appendix 4 assists the main engine 2 is Tr, until the moment corresponding substantially to the calibration as explained below, and this duration is the sum of the duration Tp and an almost complete cycle of the curve C1 between points P6 and P7.
  • the instantaneous speed of this main motor increases. Without assistance, the instantaneous speed at the next PMH, here point P7 drops to an even lower level, of the order of 100 revolutions per minute. Then the curve crosses the zero velocity line, then passes through negative velocity values, which corresponds to a motor rotating in a direction opposite to the normal direction of operation, before stopping. This configuration typically corresponds to a stall configuration.
  • the calculation of the predicted instantaneous speed V3 gives a speed below the speed Nmin 2.
  • the main engine 2 is estimated to stall before the top dead center according to P7, so that the auxiliary engine 4 has little 2.
  • the auxiliary engine 4 only increases the speed of the main engine 2 so that the next top dead center goes back above the speed Nmin 2.
  • Table I shows, in different calibration situations (Scenario column), comparisons between the instantaneous predicted speed (Vestim column), the actual instantaneous velocity measured (column Vreal) and the average velocity (column N) of the main engine (these speeds are expressed in revolutions / minute and correspond to the same PMH on the same line of the table I), the prevention of the calibration according to the invention not being activated.
  • the calibration scenarios referred to in Table I are as follows: a start facing a sidewalk (1 G sidewalk) at the first speed of the gearbox, a coast start at 20% (coast 1 G) always in first gear, and a setting (2G setting) in second gear of the box.
  • a first line gives the speed values N, Vreal and Vestim at the PMH point P6 preceding the calibration
  • a second line gives the values of these speeds N, Vreal and Vestim at the PMH. following P7, in stalling situation.
  • step 1 of each scenario the Vestim and Vreal speeds, all between 170 and 295 revolutions per minute, correspond to rotational speeds located in the Z intervention zone of the auxiliary electric motor (see figure 2).
  • this auxiliary engine is then triggered as soon as the value of the instantaneous speed Vestim is calculated, which is performed at time t2 in Figure 2, and which avoids stalling the engine.
  • the prediction according to the invention could activate the opening of the clutch to prevent the main engine stall.
  • the estimate of the instantaneous speed estimate can be deduced from the position of the motor estimated on the basis of a polynomial function of degree two, the teeth of the target of a rotation sensor serving as a standard for measuring the speed of rotation of the target.

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de prévention de calage du moteur d'un véhicule hybride (1) équipé d'un moteur annexe (4) en général électrique et d'équipements connexes : roues (R1 à R4), pistons (2a à 2d), réservoir (3), pont (5), arbre de transmission (6), boîte de vitesse (7), connexions (8a, 8b), calculateur (9). Le procédé utilise une estimation de vitesse instantanée prévisionnelle du moteur principal (2) à son prochain point mort haut, en vue de pouvoir assister le moteur principal (2) en situation de calage, grâce au moteur annexe (4) capable de lui fournir ponctuellement suffisamment d'énergie pour ne pas s'arrêter. Le procédé définit deux niveaux de vitesse instantanée. Dans le cas où la prévision de vitesse instantanée prévisionnelle est située dans la zone d'intervention entre les deux niveaux, le moteur annexe (4) assiste la rotation du moteur principal (2) afin de lui permettre de tourner dans le même sens, sans caler.

Description

Procédé de prévention de calage d'un moteur
utilisant une estimation de vitesse de rotation dudit moteur
L'invention se rapporte à un procédé de prévention de calage d'un moteur. Plus particulièrement cette prévention de calage a pour but d'assister un moteur à combustion interne, susceptible de caler, par un moteur annexe capable de lui fournir ponctuellement suffisamment d'énergie pour prévenir ce calage.
L'invention se situe dans le cadre général de la gestion technique de l'équipement d'un véhicule prévue pour le confort et la sécurité du conducteur et de ses passagers.
Il est par exemple connu de surveiller la rotation des moteurs à explosion avec par exemple les systèmes « Stop and Start », mis en place pour économiser le combustible durant les périodes d'arrêt temporaire du véhicule par exemple aux feux d'intersection. En particulier, la connaissance de la position exacte du moteur à l'arrêt permet de le démarrer plus rapidement au cours de la phase « Start » du système.
Une étape ultérieure de gestion technique de l'équipement du véhicule est de prévoir une assistance de ce moteur lorsqu'il risque de caler pour diverses raisons : démarrage en première ou deuxième vitesse avec une puissance insuffisante, démarrage en côte, choc du véhicule avec un trottoir, etc.
Dans ce domaine de la prévention du calage par l'assistance d'un moteur annexe, il est par exemple connu du document de brevet EP 1 1 10 800 qu'il est possible de surveiller la rotation du moteur en analysant deux paramètres : l'état de l'embrayage - à partir de la relation entre la vitesse du véhicule et le régime moteur - et le degré d'ouverture du papillon des gaz du moteur. La prévention du calage se fait alors par l'assistance d'un moteur électrique.
Un autre document de brevet, EP 0 326 88, présente une surveillance de la rotation d'un moteur avec un système électronique gérant de nombreux paramètres de ce moteur. La prévention de calage est réalisée en allégeant la charge du moteur en arrêtant temporairement la climatisation, l'allumage intérieur ou encore la charge de la batterie.
Cependant, dans ces systèmes de surveillance et d'assistance, la vitesse moyenne - celle qui est affichée sur le compte-tours du véhicule - est surveillée pour déterminer un calage prévisionnel lorsque cette vitesse diminue. Et la prise en compte de cette diminution est en général constatée trop tardivement, ce qui ne permet pas d'empêcher le calage du moteur. Dans ces conditions, les systèmes actuels de surveillance détectent une baisse critique de vitesse du moteur dans un délai en général insuffisant pour que l'assistance apportée par le moteur électrique soit efficace.
L'invention vise à s'affranchir de ces inconvénients en définissant des conditions d'anticipation de l'intervention du moteur de secours annexe et une surveillance plus précise de la vitesse du moteur principal à secourir, tout en tenant compte du délai d'intervention du moteur de secours annexe.
Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de prévention de calage d'un moteur principal d'un véhicule. Ledit moteur principal est à combustion interne et comporte des pistons effectuant chacun un cycle dans un cylindre pour mouvoir en rotation un vilebrequin entraînant un arbre de transmission primaire. Le véhicule comporte également un moteur annexe électrique apte à assister le moteur principal grâce à deux poulies et une courroie d'entraînement, une boite de vitesse, des moyens de mesure de vitesse de rotation du moteur principal, et des moyens de gestion du moteur annexe comportant des outils de calcul et de stockage d'information.
Selon l'invention, le procédé de prévention de calage comprend les étapes suivantes :
• on utilise une estimation de la vitesse de rotation dudit moteur principal pour une position angulaire ultérieure prédéfinie, la vitesse de rotation du moteur principal étant estimée à partir d'une prévision de la vitesse instantanée de rotation du vilebrequin, ci-après appelée vitesse instantanée prévisionnelle ;
• une zone d'intervention est définie entre deux vitesses minimales du vilebrequin à ladite position angulaire ultérieure prédéfinie, à savoir une vitesse minimale haute, au-dessus de laquelle le moteur est estimé ne pas être en situation de calage, et une vitesse minimale basse, en-dessous de laquelle le calage du moteur principal est estimé inévitable ;
• lorsque la vitesse instantanée prévisionnelle pour la position ultérieure prédéfinie est dans la zone d'intervention, dans laquelle le moteur risque de caler, ou en- dessous de cette zone d'intervention, ledit moteur annexe est déclenché tant que ladite vitesse instantanée prévisionnelle est inférieure à un seuil prédéfini pour assister la rotation du moteur principal de sorte que ce dernier puisse continuer à tourner dans le même sens.
Dans ces conditions, lorsque la vitesse instantanée prévisionnelle pour la position ultérieure prédéfinie est dans la zone d'intervention, le moteur annexe est mis en rotation à un instant suffisamment tôt pour que cette action évite un calage du moteur principal. Lorsque la vitesse instantanée prévisionnelle est en-dessous de la zone d'intervention, le moteur annexe peut être déclenché dès l'instant où le calcul de la vitesse instantanée prévisionnelle est achevé afin d'optimiser les chances d'éviter le calage.
De préférence, le moteur annexe assiste la rotation du moteur principal tant que ladite vitesse de rotation du moteur principal est inférieure à une vitesse de ralenti utilisée comme seuil prédéfini. Selon des modes de réalisation préférés :
• la position angulaire ultérieure prédéfinie est celle du vilebrequin pour le prochain point mort haut (nommé ci-après PMH) de chaque piston ;
• le moteur principal est estimé ne pas être en situation de calage à un instant donné lorsque sa vitesse instantanée prévisionnelle pour le prochain PMH est supérieure à la vitesse minimale haute ;
• lorsque la vitesse instantanée prévisionnelle audit prochain PMH, ci-après premier PMH, est comprise dans la zone d'intervention entre la vitesse minimale haute et la vitesse minimale basse, le moteur principal est estimé devoir caler entre le PMH, dit deuxième PMH, qui suit immédiatement le premier PMH et avant le PMH, dit troisième PMH, qui suit le deuxième PMH, si le moteur annexe n'est pas déclenché ;
• lorsque la vitesse instantanée prévisionnelle au dit prochain PMH est en-dessous de la zone d'intervention, le moteur principal est estimé devoir caler avant le point mort haut qui suit immédiatement ledit prochain PMH, si le moteur annexe n'est pas déclenché.
Une manière avantageuse de calculer l'estimation de la vitesse instantanée prévisionnelle est présentée de manière exhaustive dans la demande de brevet FR 12 58868 incorporée par référence au présent texte. Cette estimation comporte, à partir de mesures faites par un capteur de rotation angulaire associé au vilebrequin, apte à mesurer en temps réel la position angulaire courante du moteur, comporte les étapes suivantes :
• détermination de la position angulaire courante du vilebrequin et de la vitesse de rotation du moteur principal pour deux points de mesure du capteur ;
· détermination d'au moins un gradient de la vitesse de rotation du moteur principal distinct du gradient de vitesse entre les deux points de mesure de l'étape précédente ;
• approximation de la courbe réelle de vitesse de rotation du moteur principal par rapport à la position angulaire courante du vilebrequin par une fonction polynomiale de degré deux ;
• estimation de la vitesse instantanée prévisionnelle à la position angulaire ultérieure prédéfinie, par exemple au prochain PMH, par application de ladite fonction polynomiale en liaison avec les gradients précédemment déterminés.
D'autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : - la figure 1 , une vue schématique d'un véhicule hybride apte à mettre en œuvre le procédé selon invention ; et
- la figure 2, un diagramme montrant la variation de la vitesse instantanée d'un moteur mesurée en fonction du temps.
Les figures se rapportent à un même moteur principal à combustion interne assisté par un même moteur annexe électrique.
La vue schématique de la figure 1 illustre un véhicule hybride 1 dans lequel le procédé selon l'invention est mis en œuvre. Ce véhicule 1 dispose d'un moteur principal à combustion interne 2 équipé de quatre pistons 2a à 2d, d'un réservoir de carburant 3, et d'un moteur annexe à énergie électrique 4, apte à seconder le moteur principal 2. Dans ce but, ce moteur principal 2 est pourvu d'un calculateur annexe 9 et d'une batterie 10 apte à stocker l'énergie électrique.
Le véhicule 1 possède de manière classique quatre roues, dont deux roues motrices R3 et R4 reliées par un pont 5a et 5b au moteur principal 2 via un arbre de transmission primaire 6, une boîte de vitesse 7 et un arbre de transmission secondaire 6', et deux roues non motrices R1 et R2.
Pour assister le moteur principal 2 en cas de besoin signalé par un organe de contrôle et de gestion (non représenté) du moteur principal ou par le calculateur annexe 9, le moteur annexe 4 agit grâce à un système d'accouplement mécanique composé de deux poulies 8a et 8b et une courroie d'entraînement 8c. La poulie 8a est mue en rotation par le moteur annexe 4, et, via la courroie d'entraînement 8c, elle communique son mouvement de rotation à la poulie 8b dont le mouvement de rotation est solidaire de celui de l'arbre de transmission primaire 6.
Dans le cadre de l'invention, le calcul de la vitesse instantanée prévisionnelle pour le prochain point mort haut donne assez de temps au moteur annexe 4 pour intervenir et prévenir un calage du moteur principal 2. L'utilisation du calcul de la vitesse instantanée prévisionnelle est présentée sur la figure 2, par exemple selon les enseignements de la demande de brevet FR 12 58868.
Le diagramme de la figure 2 présente une courbe C1 de la vitesse instantanée du moteur principal 2, mesurée en tours par minute « T/min », en fonction du temps « t ». Cette courbe est crénelée du fait du caractère discontinu de la mesure réalisée par un capteur à dents en liaison avec une cible agencée sur le vilebrequin du moteur principal 2.
Ce diagramme présente également deux niveaux de vitesses du moteur : un niveau supérieur Nmin 1 de vitesse minimale haute, et un niveau inférieur Nmin 2 de vitesse minimale basse. Entre ces deux niveaux Nmin 1 et Nmin 2 est définie une zone d'intervention Z dans laquelle le moteur annexe 4 est déclenché pour assister le moteur principal 2 dont la vitesse instantanée prévisionnelle est trop faible. La courbe C1 illustre en particulier des cycles moteur d'environ 50 ms de durée pour un moteur à quatre cylindres, chaque cycle se déroulant entre deux PMH successifs, à savoir entre P5 et P6 ou entre P6 et P7 en référence à la figure 2.
Les vitesses du moteur V1 , V2 et V3 sont minimales aux PMH respectifs P5, P6 et P7, et les vitesses du moteur sont maximales en milieux de cycle représentés par les points S1 et S2. Cette courbe C1 traverse la zone d'intervention Z, entre les deux niveaux de vitesse Nmin 1 et Nmin 2, avec une décroissance des valeurs des PMH successifs P5, P6, P7 : le premier PMH P5 est au-dessus du niveau Nmin 1 , le deuxième PMH P6 entre les niveaux Nmin 1 et Nmin 2, et le troisième PMH P7 en-dessous du niveau Nmin 2. Cette décroissance traduit un ralentissement de la vitesse du moteur principal.
Les trois points V1 , V2 et V3 correspondent au calcul de la vitesse instantanée prévisionnelle du moteur principal pour les trois points PMH P5, P6 et P7. Les vitesses instantanées prévisionnelles V1 à V3 sont calculées au cours de chaque phase de décroissance de vitesse, entre S1 et P6 pour le calcul de V2 et entre S2 et P7 pour le calcul de V3. Dans cet exemple, les vitesses instantanées prévisionnelles V1 , V2 et V3 sont calculées aux instants respectifs t1 , t2 et t3.
La vitesse prévisionnelle V1 est située au-dessus de la zone d'intervention Z, et n'entraîne aucune intervention. Mais la vitesse prévisionnelle V2, qui est située dans la zone d'Intervention Z, définit alors une situation dans laquelle le calculateur annexe 9 déclenche le moteur annexe 4 pour assister le moteur principal 2 dans sa rotation.
Le moteur annexe électrique 4 est prévu pour seconder le moteur principal dans certaines configurations liées aux vitesses instantanées prévisionnelles aux PMH par rapport aux niveaux Nmin 1 et Nmin 2.
Ainsi, la première vitesse instantanée prévisionnelle V1 au PMH P5 est située au-dessus du niveau Nmin 1 et, dans ces conditions, ledit moteur annexe 4 n'intervient pas.
La deuxième vitesse instantanée prévisionnelle V2 au PMH suivant, nommé P6, est de l'ordre de 400 tours par minute. Cette vitesse instantanée prévisionnelle est calculée au cours de chaque phase de décroissance de vitesse entre les points S1 et P6 - par exemple au temps t2 - ce qui correspond à une durée Tp avant le PMH P6. Au temps t2, une vitesse instantanée prévisionnelle V2 est alors calculée, située dans la zone d'intervention Z, entre les niveaux Nmin 1 et Nmin 2. Dans ce cas, le moteur principal 2 - via son organe de contrôle et de gestion (non représenté) - transmet une demande d'assistance au calculateur annexe 9 qui déclenche le moteur annexe 4 électrique.
Le moteur principal 2 est estimé devoir caler après le prochain point mort haut P6 et avant celui qui le suit immédiatement, P7, lorsque sa vitesse instantanée prévisionnelle pour le prochain point mort haut est comprise dans cette zone d'intervention Z, sauf en cas d'assistance du moteur principal 2 par le moteur annexe 4. Grâce à la prévision de vitesse instantanée, la durée possible de réaction pour que le moteur annexe 4 assiste le moteur principal 2 est Tr, jusqu'à l'instant te correspondant sensiblement au calage comme expliqué ci-dessous, et cette durée est la somme de la durée Tp et d'un cycle presque entier de la courbe C1 entre les points P6 et P7.
Avec l'assistance du moteur principal 2 à partir de l'instant t2, la vitesse instantanée de ce moteur principal augmente. Sans assistance, la vitesse instantanée au PMH suivant, ici le point P7 baisse à un niveau encore plus bas, de l'ordre de 100 tours par minute. Ensuite la courbe croise la ligne de vitesse nulle, puis passe par des valeurs de vitesse négatives, ce qui correspond à un moteur tournant dans un sens opposé au sens de fonctionnement normal, avant de s'arrêter. Cette configuration correspond typiquement à une configuration de calage.
Le calcul de la vitesse instantanée prévisionnelle V3 donne une vitesse située en-dessous de la vitesse Nmin 2. Dans ce cas, le moteur principal 2 est estimé devoir caler avant le point mort haut suivant P7 si bien que le moteur annexe 4 a peu de temps pour assister le moteur principal 2. Dans ce cas, le moteur annexe 4 ne procède qu'à une augmentation de la vitesse du moteur principal 2 pour que le point mort haut suivant remonte au-dessus de la vitesse Nmin 2.
Afin d'illustrer l'intérêt d'utiliser les vitesses instantanées prévisionnelles, selon l'invention, le tableau I ci-dessous présente, dans différentes situations de calage (colonne Scénario), des comparaisons entre la vitesse instantanée prévisionnelle (colonne Vestim), la vitesse instantanée réelle mesurée (colonne Vreal) et la vitesse moyenne (colonne N) du moteur principal (ces vitesses sont exprimées en tours/minute et correspondent à un même PMH sur une même ligne du tableau I), la prévention du calage selon l'invention n'étant pas activée.
Les scénarios de calage visés par le tableau I sont les suivants : un démarrage face à un trottoir (trottoir 1 G) en première vitesse de la boîte de vitesses, un démarrage en côte à 20% (côte 1 G) toujours en première vitesse, et un calage (calage 2G) en deuxième vitesse de la boîte.
Figure imgf000008_0001
Tableau I Pour chaque scénario, une première ligne (Etape 1 ) donne les valeurs de vitesse N, Vreal et Vestim au point PMH P6 précédant le calage, et une deuxième ligne (Etape 2) donne les valeurs de ces vitesses N, Vreal et Vestim au PMH suivant P7, en situation de calage.
Ce tableau fournit les enseignements suivants :
• la vitesse moyenne N en tant que telle, ou la tendance déduite de la vitesse moyenne N entre les étapes 1 et 2 d'un même scénario, est un indice peu pertinent car elle traduit un régime de ralenti alors que la venue d'un calage de moteur est effective mais pourrait être rattrapée par le moteur annexe ;
• les vitesses Vreal et Vestim correspondant à un calage (deuxièmes étapes) sont négatives alors que la vitesse moyenne N est encore positive, ce qui montre les limites de l'utilisation de cette vitesse moyenne pour anticiper le calage ;
• la vitesse instantanée prévisionnelle Vestim est proche de la vitesse instantanée mesurée Vreal et fournit donc une estimation valable ;
• dans l'étape 1 de chaque scénario, les vitesses Vestim et Vreal, toutes comprises entre 170 et 295 tours par minute, correspondent à des vitesses de rotation situées dans la zone d'intervention Z du moteur électrique annexe (voir figure 2).
L'intervention de ce moteur annexe est alors déclenchée dès que la valeur de la vitesse instantanée prévisionnelle Vestim est calculée, ce qui est réalisé à l'instant t2 sur la figure 2, et ce qui permet d'éviter le calage du moteur.
L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Ainsi, dans les cas d'embrayage piloté ou de pilotage automatique, la prévision selon invention pourrait activer l'ouverture de l'embrayage pour empêcher le moteur principal de caler.
Par ailleurs, il est possible de calculer autrement l'estimation de la vitesse instantanée prévisionnelle, en utilisant par exemple le calcul présenté dans le document de brevet FR 2 890 690 : l'estimation de la vitesse instantanée prévisionnelle peut être déduite de la position du moteur estimée sur la base d'une fonction polynomiale de degré deux, les dents de la cible d'un capteur de rotation servant d'étalon pour la mesure de la vitesse de rotation de la cible.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de prévention de calage d'un moteur principal (2) d'un véhicule (1 ), ledit moteur principal (2) étant à combustion interne et comportant des pistons (2a à 2d) effectuant chacun un cycle dans un cylindre pour mouvoir en rotation un vilebrequin entraînant un arbre de transmission primaire (6), le véhicule (1 ) comportant également un moteur annexe électrique (4) apte à assister le moteur principal (2) grâce à deux poulies (8a, 8b) et une courroie d'entraînement (8c), une boite de vitesse (7), des moyens de mesure de la vitesse de rotation du moteur principal (2), et des moyens de gestion (9) du moteur annexe (4) comportant des outils de calcul et de stockage d'information, caractérisé en ce que :
• on utilise une estimation de la vitesse de rotation dudit moteur principal (2) pour une position angulaire ultérieure prédéfinie du vilebrequin, ladite vitesse de rotation du moteur principal (2) étant estimée à partir d'une prévision de la vitesse instantanée de rotation (V1 , V2, V3) du vilebrequin, appelée vitesse instantanée prévisionnelle ;
• une zone d'intervention (Z) est définie entre deux vitesses minimales (Nmin 1 , Nmin 2) du vilebrequin à ladite position angulaire ultérieure prédéfinie, à savoir une vitesse minimale haute (Nmin 1 ), au-dessus de laquelle le moteur est estimé ne pas être en situation de calage du moteur principal, et une vitesse minimale basse (Nmin 2), en-dessous de laquelle le calage du moteur est estimé inévitable ;
• lorsque la vitesse instantanée prévisionnelle pour la position angulaire ultérieure prédéfinie est dans la zone d'intervention (Z) dans laquelle le moteur risque de caler ou en-dessous de cette zone d'intervention, ledit moteur annexe (4) est déclenché tant que ladite vitesse instantanée prévisionnelle est inférieure à un seuil prédéfini pour assister la rotation du moteur principal (2) de sorte que ce dernier continue à tourner dans le même sens.
2. Procédé de prévention de calage selon la revendication 1 , dans lequel le moteur annexe (4) assiste la rotation du moteur principal (2) tant que ladite vitesse de rotation du moteur principal est inférieure à une vitesse de ralenti utilisée comme seuil prédéfini.
3. Procédé de prévention de calage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la position angulaire ultérieure prédéfinie est celle du vilebrequin pour le prochain point mort haut ou PMH (P5, P6, P7) de chaque piston.
4. Procédé de prévention de calage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moteur principal (2) est estimé ne pas être en situation de calage à un instant donné lorsque sa vitesse instantanée prévisionnelle pour le prochain point mort haut est supérieure à la valeur minimale haute (Nmin 1 ).
5. Procédé de prévention de calage selon la revendication 3, dans lequel, lorsque la vitesse instantanée prévisionnelle audit prochain PMH, ci-après premier PMH (P6), est comprise dans la zone d'intervention (Z) entre la vitesse minimale haute (Nmin 1 ) et la vitesse minimale basse (Nmin 2), le moteur principal (2) est estimé devoir caler entre un deuxième PMH (P7) qui suit immédiatement le premier PMH (P6) et avant un troisième PMH qui suit le deuxième PMH (P7) si le moteur annexe (4) n'est pas déclenché.
6. Procédé de prévention de calage selon la revendication 3, dans lequel, lorsque la vitesse instantanée prévisionnelle au dit prochain PMH (P7) est en dessous de la zone d'intervention (Z), le moteur principal (2) est estimé devoir caler avant le point mort haut qui suit immédiatement ledit prochain PMH (P7), si le moteur annexe (4) n'est pas déclenché.
7. Procédé de prévention de calage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'estimation de la vitesse instantanée prévisionnelle se calcule à partir de mesures faites par un capteur de rotation angulaire associé au vilebrequin, apte à mesurer en temps réel la position angulaire courante du moteur principal, et comporte les étapes suivantes :
• détermination de la position angulaire courante du vilebrequin et de la vitesse de rotation du moteur principal (2) pour deux points de mesure du capteur ;
• détermination d'au moins un gradient de la vitesse de rotation du moteur principal (2) distinct du gradient de vitesse entre les deux points de mesure de l'étape précédente ;
• approximation de la courbe réelle de vitesse de rotation du moteur principal (2) par rapport à la position angulaire courante du vilebrequin par une fonction polynomiale de degré deux ;
· estimation de la vitesse instantanée prévisionnelle à la position angulaire ultérieure prédéfinie, par application de ladite fonction polynomiale en liaison avec les gradients précédemment déterminés.
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