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DEMANDE DE BREVET D'INVENTION POUR UN SYSTEME DE CHANGEMENT DEVITESSE ELECTRONIQUE AUTOMATIQUE
Le but du présent brevet d'invention est la réalisation d'un changement de vitesse automatique sans convertisseur de couple, importante source de pertes d'énergie .
Le principe de base d'une telle boite de vitesses est une boîte conventionnelle dont toutes les fonctions, embrayage, débrayage et passage d'un rapport à un autre par le levier sont confiées
à des poussoirs hydrauliques commandés par des vannes électromagnétiques reliées à une centrale de pression, ces vannes électromagétiques étant commandées par un microordinateur. L'accélérateur quant à lui, sera soustrait au contrôle du conducteur pendant les brefs instants du passage de la boîte d'un rapport à un autre.
les avantages d'une telle boîte automatique sont les suivants:
-Faible consommation; peut consommer moins qu'un véhicule muni d'une boîte manuelle (optimalisation rapport/vitesse)
-Pleine puissance disponible, avantage pour les dépassements par exemple.
-Coût de production peu élevé.
-Nombre de rapports équivalent à une boîte manuelle, d'où tous les avantages inhérents à une telle boîte, notamment frein moteur efficace, même à haute vitesse.
-Possibilité d'utilisation en mode semi-automatique (par exemple 2 ème rapport maintenu en lacets de montagne par simple pression d'un bouton situé sur le levier du sélecteur et possibilité de passer de semi-automatique à automatique intégrale immédiatement et sans aucunes précautions.
-Peut être adapté aux véhicules utilitaires lourds (nombre de rapports illimités, pas de perte d'énergie)
Le principe de confier ces fonctions à un ordinateur relié à des poussoirs hydrauliques présente certaines difficultés, spécialement en ce qui concerne le démarrage à partir de la position d'arrêt, et plus particulièrement encore lorsque ceux-ci s'effectuent dans des conditions de forte résistance à l'avancement; cependant, la logique développée ci-après devrait permettre d'élaborer un système qui devrait pouvoir faire face à toutes les éventualités pouvant être rencontrées.
Afin de permettre une lecture plus aisée du présent brevet d'invention, les divers éléments constitutifs du système seront décrits en début de ce document et éventuellement complétés en cours de description.
ELEMENTS CONSTITUTIFS
-CENTRALE OLEO-PNEUMATIQUE: une pompe à huile avec réserve de pression par air comprimé.
-EMBRAYAGE DIFFERENTIEL: Constitué de deux pompes à huile couplées à deux moteurs électriques de préférence asservis en nombre de tours; Lorsqu'une variation de l'embrayage est requise, l'un des moteurs accélère, l'autre ralentit: ainsi, par ce double mouvement, l'on peut obtenir des variations assez rapides car le moindre débit de l'un et le plus grand débit de l'autre ont un effet cumulatif.
Les moteurs restent asservis en nombre de tours/minute, même dans ces variations, la limite de rapidité de réaction du système étant la faculté qu'ont les ensembles moteurs/pompes de ralentir ou d'accélérer pour ensuite se stabiliser à un régime identique.
EMBRAYAGE/DEBRAYAGE oleo-pneumatique direct à piston: il se pourrait que que le système d'embrayage différentiel décrit ci-dessus, s'il s'avère parfaitement adapté pour les démarrages en première vitesse et en marche arrière, aussi bien que pour les immobilisations automatiques du véhicule en pente contraire, pourrait ne pas être indispensable pour les passages de rapports du véhicule lancé; bien sûr, une pompe seulement fonctionnant, voir les deux en sens contraire assurerait une rapidité suffisante, mais cela contraindrait le système à de fréquents arrêts et démarragess, alors qu'un simple piston peut assurer cette fonction embrayage/débrayage pour le passage d'un rapport à un autre avec une usure minimum, un grand silence de fonctionnement ainsi qu'une rapidité adéquate.
C'est pourquoi les deux systèmes fonctionneront en parallèle dans le présent brevet d'invention, chacun des deux systèmes ne fonctionnant que lorsque l'autre est en position totalement embrayé.
STRUCTURE DES POUSSOIRS DU LEVIER DE CHANGEMENT DE VITESSE
On voit immédiatement qu'un changement de vitesse
classique en double H (ici un changement de vitesse à 5 rapports avant + marche arrière) pourvu d'un ressort de rappel qui maintient le levier au point mort et au milieu (pour autant qu'il ne soit pas engagé dans un rapport défini), ne requiert en principe que quatre poussoirs en vis-à-vis, légèrement décalés en hauteur deux à deux aux fins de ne pas se gêner mutuellement.
Les poussoirs seront conçus de telle manière qu'ils permettront également une position de mi-course.
A ces éléments constitutifs proprement dits viendra s'ajouter une série d'informations élémentaires destinées à alimenter l'ordinateur;
Celles-ci seront principalement
-Le nombre de tours/moteur (traduit en nombre d'impulsions)
Ce nombre d'impulsions sera simplement une série d'aimants positionnés sur le pourtour de l'embrayage par exemple ou à tout autre endroit plus approprié et détecté par une simple bobine placée dans le champ des aimants.
-Le nombre d'impulsions du groupe solidaire des roues (autre côté de l'embrayage): même principe que pour le nombre de tours/moteur.
-Positionnement réel du changement de vitesse: une grille pour vue de micro-switches ou de contacts magnétiques ou de détecteurs opto-électriques.
-Polarité des pulses: nécéssaire au dispositif de démarrages sur plan incliné de pente contraire, au cas où ne serait pas retenue la solution d'un embrayage à sens unique.
-Analyseur de régime théorique: Importance de l'enfoncement de <EMI ID=2.1>
sigle ART).
Il sera essentiel de connaître en permanence l'importance de l'enfoncement de l'accélérateur tant au démarrage que pour la conduite du véhicule lancé, la logique développée faisant appel à une notion de correspondance entre d'une part, l'importance de cet enfoncement et le régime/moteur qui en résulte d'autre part. Ceci peut se réaliser par un simple noyau plongeur faisant varier la fréquence d'un oscillateur; après mise en ondes carrées et différentiation, comptage du nombre d'impulsions par dixième de seconde par exemple.
Idéalement, la position complètement relâchée devant donner un nombre d'impulsions égal au nombre d'impulsions moteur au régime de ralenti, celle complètement enfoncée devant donner un nombre d'impulsions correspondant au nombre d'impulsions moteur au régime maximum, ou tout au moins, il devrait y avoir une relation constante entre ces deux éléments.
- Détecteur de taux d'accélération moteur: le nombre d'impulsions en A (en fait régime moteur) est pris de façon itérative et il est constamment retranché du nombre d'impulsions d'une analyse le nombre d'impulsions de l'analyse immédiatement antérieure; c'est le résultat qui constitue le taux d'accélération moteur, qui peut être positif ou négatif.
- Détecteur d'accélération réelle: le nombre d'impulsions en B est également prélevé de façon itérative, de chaque nombre d'impulsions est retranché le nombre précédent; un résultat positif indique une accélération du véhicule.
-Analyseur d'évolution de ART:
La logique développée fera aussi appel à l'évolution de ART basé sur le même principe que çi-dessus; un résultat positif indiquera qu'il y a eu enfoncement de l'accélérateur, un résultat négatif au contraire indiquera un relâchement de ce dernier.
-Détecteur de signe de ART: extrait directement de l'analyseur d'évolution de ART.
PRINCIPE DE DEMARRAGE A PARTIR DE LA POSITION D'ARRET
On suppose le véhicule en terrain plat, un mode automatique sélectionné. Le conducteur accélère progressivement. Dès que le régime de 1.100 t/m est atteint (régime critique), l'embrayage commence à embrayer pour atteindre une efficacité X. Supposons, dans un premier temps, que ce taux d'embrayage soit tel que le véhicule commence à se mouvoir légèrement; dès la détection de ce mouvement du véhicule, la progression de l'embrayage s'arrête.
Le nombre de t/m du moteur est détecté par le nombre d'impulsions en A, pareillement, le taux
de transfert d'énergie transmise à la partie de l'embrayage solidaire de la boîte de vitesse et des roues est détecté par le nombre d'impulsions en B.
Puisque, dans l'exemple ci-dessus, l'embrayage patine, le nombre d'impulsions en B est inférieur au nombre d'impulsions en A et le rapport NIB/NIA est appelé le rapport instantané.
Ce rapport instantané, (repris çi-dessous sous le sigle RI), qui est le rapport réel de NIB/NIA sera ensuite comparé à un rapport théorique RT qui sera, lui, appelé à varier en fonction de l'évolution du nombre de t/m du moteur d'une façon qui sera développée plus loin.
Ensuite, la valeur des deux rapports NIB/NIA réel RI et théorique RT seront comparés (par simple différence) et il ne reste plus alors qu' à envoyer ce signal de différence (avec son signe et sa grandeur), vers le boîtier de commande de l'embrayage différentiel.
Ce dernier fera réagir l'embrayage dans le sens convenable en fonction du signal reçu, de façon à tendre constamment à réduire la différence entre ces deux rapport réel et théorique jusqu'à tendre vers zéro et obliger ainsi l'embrayage à se conformer au taux d'embrayage souhaité.
Puisque l'on pose que le taux d'embrayage doit être rigoureusement fonction du nombre de t/m, il faut établir une formule qui permette d'arriver à un embrayage total NIB=NIA (ou NIB/NIA=1) pour un nombre de t/m moteur donné.
Par exenple, on détermine que pour NIA correspondant à 1.500 t/m, l'embrayage doit être total.
Le taux d'embrayage passera donc idéalement de 0 à 1, et ceci à partir de 1.100 t/m jusqu'à 1.500 t/m de façon linéaire et proportionellement au nombre de t/m selon la formule de la page
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(tous les chiffres donnés le sont à titre exemplatif et pourront bien entendu être modifiés de manière à optimaliser les performances du système selon le genre de véhicule concerné)
Ainsi, à 1.200 t/m par exemple, si ce régime reste stable, le rapport théorique correspondant reste semblable à lui-même, et tout ce que l'ordinateur aura à faire est de veiller à ce que les deux rapports RI et RT restent les plus identiques possible, c'est à dire que leur différence tende vers zéro.
Pour obtenir la valeur du rapport instantanné RI, il suffirait de prélever de.façon continue et itérative, pendant un laps de
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d'impulsions en B et celui en A, et ensuite de diviser le premier par le second.
(Ce temps pourrait être légèrement réduit car il faudrait laisser un laps de temps minimum pour la commande de reset et pour les opérations; cependant, pour la facilité de l'exposé, le temps nécéssaire aux opérations serait négligé et on opérerait théoriquememt 10 analyses par seconde.
En fait, cette opération de division ne sera d'ailleurs pas nécéssaire, car comme le rapport théorique sera directement proportionnel à NIA et que le rapport réel a aussi NIA comme dénominateur, on peut se limiter à une relation directe entre le nombre de tours/moteur exprimé par NIA et le nombre théorique d'impulsions en B auquel devra correspondre le nombre réel d'impulsions en B.
COMPTAGE DES IMPULSIONS ET UTILISATION PRATIQUE AU NIVEAU DEL'ORDINATEUR
Supposons égal à 100 le nombre de pastilles magnétiques sur le pourtour des deux éléments de l'embrayage, solidaires respectivement du moteur et des roues.(ou fentes associées à des cellules photo-électriques)
A 6.000 t/m, la fréquence est de 100 tours/seconde x 100 pastilles = 10.000 Hz.
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impulsions I.
A 900 t/m, l'on a 15 tours seconde x 100 pastilles = 1.500 Hz.
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A 1.500 t/m, régime maximum choisi arbitrairement pour un
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On voit que même si l'on réduisait le nombre de pastilles magnétiques de moitié, le discernement par l'ordinateur entre des régimes de ralenti et de ralenti accéléré est parfaitemnt possible.
Dès que NIA atteint 184 (1.100 t/m), (détecté soit par différence, soit par comparaison binaire), l'ordinateur commande l'initiation du processus d'embrayage. Ce processus n'arrêtera sa progression qu'a partir du moment où la différence entre le rapport théorique et le rapport réel sera effectivement zéro.
RAPIDITE DE PROGRESSION DE L'EMBRAYAGE
Mis à part le cas d'initiation du processus d'embrayage, où là, la vitesse de progression de l'embrayage, reprise dans la suite de l'exposé sous le sigle VPE, sera maximum jusqu'à détection soit, d'une accélération négative du régime moteur, soit d'un taux d'accélération positif en NIB, cette rapidité de progression devra faire l'objet d'un dispositif spécial.
Dès que l'une ou l'autre de ces détections a pu être effectuée,
(en fait la première des deux), indiquant que l'embrayage commence à opérer effectivement, la VPE ne pourra plus être maximum, et à cette vitesse de progression maximum initiale, il en sera substituée une autre.
On ne pourra pas se contenter de substituer une vitesse moyenne même judicieusement choisie car, si on laisse constante la rapidité de réaction de l'embrayage, on risque, lorsque la différence entre RI et RT est petite, d'avoir une réaction trop importante, et ceci à cause de l'inertie du véhicule.
Au moment où s'effectue la correction, il faut un certain temps pour que le véhicule ait eu le temps de réagir, et pendant ce temps la progression continuera à se faire, ce qui amènera en fait un frottement trop important pour ce qui était exigé par les circonstances; ensuite, une fois l'inertie du véhicule vaincue, ce frottement trop important sera à nouveau compensé par une réaction dans l'autre sens, l'ordinateur essayant de maintenir le RI à la valeur imposée de RT, causant ainsi un phénomène d'oscillation indésirable.
C'est pourquoi, puisque l'embrayage différentiel permet une rapidité de réaction variable, on peut très bien exploiter la valeur de la différence entre le rapport théorique et le rapport instantané pour moduler la rapidité de réaction de l'embrayage proportionnellement à cette différence.
Ceci ne devrait pas poser de problèmes, pour autant qu'après une substitution de formule régissant la VPE, l'embrayage continue à progresser avec une vitesse suffisante si la différence entre RT et RI est importante.
De fait, cette différence peut être importante, si au démarrage le conducteur a porté le régime moteur à 1.400 t/m par exemple, olors que NIB est encore nul, le véhicule étant encore à l'arrêt.
Ainsi, au fur et à mesure que les deux rapports RT et RI tendent vers une valeur identique, la rapidité de réaction de l'embrayage et donc le mouvement de l'embrayage lui-même tend vers zéro.
Le mécanisme agira tout aussi bien dans un sens que dans l'autre, embrayage ou au contraire débrayage, selon le signe de cette différence.
Ceci présente le double avantage suivant:
-Pour des régimes/moteur peu élevés, manoeuvres dans un parking par exemple, si la montée en régime du moteur est très progressive, à 1.200 t/m, le rapport théorique RT a une valeur encore faible, et même si le véhicule n'a pas encore eu le temps de se mouvoir et que de ce fait NIB se trouve être encore nul ou presque, la différence entre RT et RI est faible elle aussi, et il s'ensuit une progression lente de l'embrayage facilitant les manoeuvres à faible vitesse.
-Au contraire, pour des régimes élevés, ce dispositif permettra des accélérations franches, car plus brusque le coup d'accélérateur plus grande sera la différence entre les deux rapports, et partant, plus franc sera l'engagement de l'embrayage.
Cependant, puisque la substitution de formule s'opérera notamment par la détection d'une baisse de régime/moteur, il sera nécessaire de connaître en permanence l'évolution de ART, en tout cas le signe de sa dernière évolution. Pour ce faire, tous les dixièmes de seconde également, à la valeur instantannée de ART, il sera retranché sa valeur immédiatement antérieure. Si un signe moins apparaît, c'est qu'il y a eu relâchement de la pédale d'accélérateur; tant que perdure ce signe moins, il y aura inhibition de la progression maximum de l'embrayage, c'est à dire inhibition du processus d'initiation de l'embrayage.
En fait, un relâchement de la pédale d'accélérateur ne peut inhiber le processus d'initiation que si la substitution de formule n'a pas encore eu lieu. Ceci est destiné à empêcher que ne se réalise une substitution de formule inadéquate au cas où le conducteur, ayant porté le régime/moteur à un niveau qu'il a ensuite jugé être trop élevé, il ne relâche l'accélérateur juste avant que l'embrayage n'ait eu le temps d'opérer effectivement, et que le taux d'accélération moteur négatif qui s'ensuit n'entraîne une substitution de formule prématurée.
En résumé, un relâchement de la pédale d'accélérateur entraîne:
- Avant la substitution de formule régissant la VPE, une inhibition totale de l'évolution du processus d'initiation et le système est en attente jusqu'à disparition du signe négatif de ART. (à moins que cette substitution n'intervienne du fait d'une détection d'un taux positif d'accélération en NIB)
- Après cette substitution, une variation du régime/moteur et donc de RT et par conséquent de RI.
Dans les lignes qui précèdent, il a été fait référence au rapport réel de NIB/NIA qui prévaut à un moment donné (rapport instantané RI), et au rapport théorique RT de NIBt/NIA, NIBt étant le nombre pilote d'impulsions que l'on doit théoriquement avoir en B, et qui par comparaison avec le nombre réel d'impulsions que l'on a en B, permet d'extraire le signal de correction destiné à l'embrayage différentiel.
Comme ce taux d'embrayage théorique est directement lié au nombre de tours/moteur (à partir d'un certain régime, appelé régime critique), le taux d'embrayage variera donc de zéro (NIA =183 I, correspondant à 1.100 t/m), la première valeur de NIA entraînant une valeur pour NIBt étant 184 correspondant à un peu plus de 1.100 t/m, et devra arriver à 1 (NIA=NIB) pour NIA = 250 (1.500 t/m)
Comme déjà mentionné plus haut, le nombre NIA étant commun aux deux rapports, on peut se contenter d'établir une formule qui fasse simplement évoluer NIBt de façon linéaire de zéro à 250 pour NIA évoluant de 183 à 250, sans que l'on doive s'occuper des rapports réels et théoriques proprement dits.
Bien sûr, ceci entraîne que le rapport NIB/NIA n'évoluera pas lui de façon linéaire, mais ceçi est non seulement sans incidence négative, mais est même souhaitable.
FORMULATION DE NIBt EN FONCTION DU REGIME MOTEUR
Si pour NIBt on applique la formule
NIBt = (NIA-183) 3.7313432 (1)
NIBt étant le nombre d'impulsions théoriques par unité de temps,
(1) étant le facteur multiplicateur constant de progression
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et ce n'est qu'a partir de NIA=184 que NIBt=3.7313432
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Lorsque NIBt est négatif, et uniquement lors du processus de démarrage, lorsque l'embrayage différentiel est encore en position totalement débrayée, ce signe négatif inhibe le résultat en l'égalant automatiquement à zéro.
Dans le cas ci-desssus, la plus petite vitesse possible pour le véhicule sera la vitesse qui, compte tenu du rapport de boîte en première vitesse et du rapport de pont, résultera de ce que le côté de l'embrayage solidaire du train roulant aura tourné de façon à faire passer 3 (ou 4 si arrondi) pastilles magnétiques devant le détecteur en l'unité de temps de un dixième de seconde, pour un nombre NIA de 184
Dans la pratique, le résultat de l'opération sera toujours arrondi à l'unité supérieure, le taux d'embrayage proprement dit variant donc de 0.0217391 (4/184) à 1 (250/250).
Le facteur multiplicateur constant s'établissant de la manière suivante:
Entre le régime maximum admissible et le régime minimum d'initiation du processus d'embrayage (traduits tous les deux en nombre d'impulsions), cette progression s'effectuera sur 67 états différents ( de 184 à 250)
Dans ce cas NIBt devra donc être égal à 250 pour le régime maximum admissible, c'est à dire pour NIA=250, pour satisfaire à la condition NIBt/NIA = 1
d'où
250=67xfacteur constant et partant,
facteur constant= 250/67=3.7313432
Ce facteur multiplicateur constant pourra être introduit dans la mémoire de l'ordinateur car le régime minimum (183 I) et maximum (250 I) qui le déterminent peuvent être des valeurs fixes.
Comme mentionné plus haut, l'ordinateur n'aura plus qu'a comparer NIBt et NIB réel, et envoyer un signal de correction convenable au boîtier de commande de l'embrayage différentiel.
GLISSEMENT DU REGIME CRITIQUE
L'inconvénient d'un régime de démarrage fixe est que dans certains cas de forte résistance à l'avancement, le .régime de
1.100 t/m choisi pourrait se révéler développer une puissance insuffisante pour vaincre cette résistance (bordure de trottoir haute, véhicule chargé sur forte pente de garage) et il est impératif de pouvoir effectuer des démarrages à des régimes plus élevés.
Au cas où l'accélérateur serait brusquement enfoncé dans le but d'emballer le moteur, comme la rapidité de réaction de l'embrayage sera proportionnelle à la différence entre RT et RI, cette façon de faire ne sera pas satisfaisante du point de vue de la progressivité et ne conviendrait de toutes façons pas pour un effort soutenu.
La logique développée ci-dessus qui devrait être entièrement satisfaisante pour faire face aux conditions normales d'utilisation d'un véhicule sera complétée par un dispositif permettant, le cas échéant, de faire glisser le régime critique vers des valeurs plus élevées en vue de pouvoir vaincre une forte résistance.
Il sera fait appel ici au détecteur d'accélération de régime moteur et à l'analyseur de régime théorique, qui traduira en nombre d'impulsions le régime/moteur qui prévaudrait en l'absence de résistance en fonction de l'enfoncement relatif de la pédale d'accélérateur.
Si comme souhaité dans la description de l'analyseur ART au début de cet exposé, le nombre d'impulsions générées par celui-çi correspond plus ou moins au nombre d'impulsions moteur de ralenti pour la position tout à fait relâchée de la pédale d'accélérateur, et que de même, le nombre d'impulsions générées pour la position tout à fait enfoncée de l'accélérateur est plus ou moins égal au nombre d'impulsions du moteur à son régime maximum, ce nombre d'impulsions augmentant de façon raisonnablement linéaire et proportionnellement à l'enfoncement de l'accélérateur, on dispose de deux valeurs qui évoluent de manière assez semblable, ce qui permet d'évaluer et de quantifier constamment l'écart entre leurs valeurs respectives par simple différence,
en fixant pour cette différence une valeur limite qu'elle ne peut en aucun cas dépasser sans entrainer une modification adéquate d'un des paramètres du système.
Cet analyseur ART, qui jouera d'ailleurs un rôle capital dans le dispositif de passage d'un rapport à un autre dans la conduite du véhicule lancé, et qui sera divisé alors en plusieurs zones, n'aura dans cette fonction de démarrage à partir de la position d'arrêt, qu'une fonction de seuil différentiel.
Le principe est donc de comparer le nombre de tours/moteur réel donné par NIA et le régime théorique donné par NIart.
Comme le régime critique a été fixé à 184 pour NIA (1.100 t/m), et que d'autre part le régime maximum pour un moteur donné est, disons de 6.000 t/m correspondant à 1.000 impulsions, on peut déterminer qu'à partir du moment où la différence entre les deux valeurs de NIA et NIart est supérieure à 250, cela signifie que la pédale d'accélérateur est anormalement enfoncée pour le régime prévalant à ce moment, et qu'il convient dès lors de relever le régime critique, la résistance à laquelle est soumis le véhicule étant trop forte pour la puissance développée par le moteur à ce régime critique de base.
La condition çi-dessus implique, pour rester dans des conditions normales de démarrage n'entraînant pas de relèvement du régime critique, que l'on satisfasse à la relation
(NIart - 250) - NIA : inférieure ou égale à zéro.
Si le nombre de t/m est égal au régime critique, cette relation devient:
Dp = (NIart - 250) - 184 inférieur ou égal à zéro
en appelant Dp la valeur que D peut prendre lors du processus de démarrage (p pour primaire).
On voit aussi que lorsque NIA est égal au régime critique de base, la plus grande valeur possible pour NIart est 434, l'accélérateur pourra donc être enfoncé à un peu moins de la moitié de sa course sans entrainer une modification du régime critique.
Examinons tout d'abord l'évolution de l'embrayage du véhicule soumis à une forte résistance à l'avancement, en l'absence de tout dispositif spécial.
La VPE est maximum jusqu'à détection, soit d'une accélération positive en NIB, soit d'une baisse de régime/moteur, après quoi, à cette vitesse maximum initiale est substituée une vitesse de progression directement proportionelle à la différence entre NIB et NIBt.
D'autre part, NIBt est directement fonction de NIA; c'est à dire que si le véhicule est immobilisé par une résistance à l'avancement qu'il ne peut vaincre, du moins à ce régime, le régime moteur va baisser jusqu'à arriver à 1.100 t/m, régime critique pour lequel NIBt est à nouveau égal à zéro, et donc si le régime avait été porté à 1.300 t/m par exemple, la VPE va diminuer jusqu'à être nulle. Mais à 1.150 t/m déjà, la différence entre RI et RT, donc entre NIB et NIBt était faible, et l'embrayage ne progressait déjà plus que très lentement. Autrement dit, au fur et à mesure que le régime moteur ralentit du fait de la résistance, la VPE se fait de plus en plus lentement et il n'y a pas lieu de craindre que le moteur ne cale ni même qu'il ne descende en régime en dessous du régime critique.
Néanmoins, le véhicule restant immobile, le conducteur enfoncera davantage la pédale d'accélérateur.
Ici deux cas peuvent se présenter: -A) Ou bien le moteur n'était pas à son couple maximum, le régime accélère, l'embrayage reprend sa progression avec une vitesse proportionnelle à la différence entre NIBt et NIB (qui est encore égal à zéro) et cette augmentation de puissance permet de vaincre l'obstacle
-B) Ou bien le moteur était à son couple maximum, une ouverture supplémentaire du papillon des gaz ne parvient pas à faire monter le moteur en régime (ou le moteur s'étouffe) car la résistance est trop grande.(ou le régime commence par remonter quelque peu, l'embrayage progresse légèrement et le régime baisse à nouveau, et l'on se retrouve dans le même cas).
Dans cette dernière hypothèse, on ne satisfait normalement plus à la relation Dp = (NIart - 250) - NIA inférieur ou égal à 0. Puisque le nombre d'impulsions générées par ART sera toujours supérieur au nombre d'impulsions moteur au démarrage, si D a une valeur positive, on dit que l'on est en "zone de non-correspondance"
Ceci entraine qu'il faut relever le régime critique.
Notons au passage que théoriquement, il y a en fait deux façons d'entrer en zone de non-correspondance; En plus du point B décrit çi-dessus, on peut en principe avoir le cas suivant:
-C) L'accélérateur est maintenu fixe après avoir été fortement enfoncé au départ, le régime diminue de plus en plus jusqu'à entrer en zone de non-correspondance; ce cas particulier sera mentionné après le cas général.
CAS GENERAL
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La formule qui détermine NIBt est:
NIBt = (NIA - 183) x FMC
Dp positif impliquera que l'on relève le régime critique, et ce relèvement se fera proportionnellement à l'importance de l'incursion dans la zone de non-correspondance.
Donc, dès que Dp acquiers une valeur positive, cette valeur sera ajoutée aux 183 de la formule de NIBt, ce qui entraîne que NIBt ne devienne plus positif qu'à partir d'un régime plus élevé que le régime critique de base.
Supposons que l'on ait pour Dp une valeur de 20, c'est à dire qu'il y ait eu une incursion de grandeur 20 dans la zone de non-correspondance et que le régime moteur prévalant à ce moment soit le régime critique de base (ce qui sera pratiquement toujours le cas lorsque se révèle une impossibilité de démarrer)
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Comme à l'instant précédent NIA était équivalent à 184, le résultat sera négatif.
Puisque NIB est encore égal à zéro, le véhicule étant encore immobile, ce résultat négatif de NIBt entraînera un débrayage .
(L'embrayage n'étant plus dans sa position totalement débrayé, cette valeur négative de NIBt n'est plus automatiquement égalée à zéro comme au moment de l'initiation du processus)
(micro-switch sur position tout-à-fait débrayée de l'embrayage différentiel).
Notons aussi que dans l'éventualité improbable où le régime/moteur deviendrait inférieur au régime critique, 183 étant une valeur fixe en mémoire de l'ordinateur, NIBt serait négatif et ceci serait également compensé par un débrayage. On voit que la vitesse de progression inverse de l'embrayage ou débrayage, se fera au début en tout cas, proportionnellement à l'importance de l'incursion dans la zone de non-correspondance.
Comme de toutes façons cette situation implique que l'accélérateur soit fort enfoncé, il se pourrait que la remontée en régime du moteur se fasse tellement rapidement que l'on manquerait de progressivité lorsque le régime atteint le nouveau régime critique.
Afin d'éviter cet inconvénient éventuel, on pourrait utiliser le signe négatif de NIBt pour provoquer un débrayage, mais
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l'incursion en zone de non-correspondance, mais imposé être à vitesse constante choisie, de manière à pouvoir limiter l'importance de ce débrayage en déterminant qu'à partir du moment ou le détecteur d'accélération du régime moteur enregistrerait, disons 10 impulsions de plus à chaque analyse, la remontée en régime du moteur serait considérée comme satisfaisante et hiniberait instantanément la commande de débrayage.
Dès que NIBt redevient positif, l'embrayage reprend sa progression de façon normale.
DETERMINATION DU FACTEUR MULTIPLICATEUR CONSTANT
Dans l'exemple çi-dessus, le nouveau régime critique est de 203 I, ce qui correspond à 1.218 t/m;
L'embrayage total devant s'effectuer sur les 400 t/m suivants, le régime maximum admissible avant embrayage total est de 1.218 + 400 = 1.618 t/m ou 270 I.
Pour satisfaire à la condition NIB/NIA = 1, l'embrayage total doit s'effectuer sur les 270 - 203 = 67 impulsions.
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Lorsque NIA atteint 270, on aura bien
NIBt = (NIA - 203) x 4.0298507
= (270 - 203) x 4.0298507 = 270.
Si l'embrayage s'effectue toujours sur les 400 tours supplémentaires du régime moteur, on aura toujours 67 états différents de taux d'embrayage et il suffit d'ajouter 67 à la valeur du nouveau régime critique et d'ensuite diviser le résultat par 67 pour obtenir le nouveau FMC.
Une autre possibilité serait de garder le même FMC, quel que soit le régime critique auquel s'effectue le débrayage;
dans ce cas la formule devient
NIBt = (NIA - 203) x 3.7313432
cette valeur de FMC étant fixe en mémoire de l'ordinateur. NIBt/NIA sera égal à 1 lorsque NIA atteindra 278, ce qui correspond à 1.668 t/m.
L'embrayage se fera alors progressivement sur une plage de régimes de 1.668 - 1.218 = 450 t/m;
Si le facteur multiplicateur constant n'est pas modifié lorsque le régime critique est relevé, la plage sur laquelle l'embrayage évolue proportionnellement au nombre de tours/moteur augmente quelque peu.
L'avantage de ce dispositif à régime critique variable est qu'il n'entraîne en aucune manière un bond en avant du véhicule une fois cette forte résistance vaincue, puisque NIBt passe nécessairement d'abord par les plus petites valeurs possibles. Le véhicule est donc parfaitement contrôlable en vitesse dans des circonstances difficiles.
De plus, si l'accélérateur est enfoncé de façon graduelle et continue, à la première incursion dans la zone de non-correspondance, NIBt devient négatif, ce qui entraine un léger débrayage; le régime moteur remonte au moins jusqu'au nouveau régime critique et puisque la puissance augmente avec le régime, la seule manière dont le système puisse à nouveau entrer en zone de non-correspondance le serait par une nouvelle baisse de régime moteur consécutive à un ré-embrayage impliquant que NIBt soit redevenu positif au moins pendant une analyse.
Un enfoncement continu de l'accélérateur ne peut donc pas mettre le système en échec suite à un changement continuel des valeurs de Dp résultant d'une incursion de plus en plus importante dans la zone de non-correspondance.
Ceci amène à la constatation suivante:
Chaque fois que Dp acquiers une valeur positive, un cycle complet de tentative de vaincre la résistance qui s'oppose au démarrage du véhicule aura lieu.
Si la résistance au démarrage se révèle être telle qu'elle ne peut être vaincue à ce nouveau régime critique plus élevé, à nouveau un régime critique plus élevé sera établi ( régime critique de base augmenté de la nouvelle valeur de Dp plus importante que la première de la nouvelle incursion dans la zone de non-correspondance).
CAS PARTICULIER
Si l'accélérateur a été fortement enfoncé, que le véhicule est soumis a une résistance extrême, le moteur baissant de régime au fur et à mesure de la progression de l'embrayage jusqu'à entrer en zone de non-correspondance, à la première incursion en cette zone, le régime critique serait relevé d'autant et ensuite l'embrayage reprendrait sa progression jusqu' à ce que le moteur moteur se stabilise à cette nouvelle valeur du régime critique.
DESCRIPTION DU SYSTEME EN FONCTIONNEMENT NORMAL
A la suite du dispositif décrit çi-dessus et qui comportait un certain nombre de dispositifs spéciaux destinés à ce que le système ne puisse pas être mis en échec par des circonstances difficiles ou exceptionnelles, suit une description du système dans son fonctionnement normal et habituel; dans ce cas, les choses sont beaucoup plus simples:
Pour le véhicule en terrain plat et soumis à une résistance normale à l'avancement, dès que le moteur arrive au régime critique de 1.100 t/m, le mécanisme d'embrayage s'initie et le régime/moteur qui entre-temps est arrivé à 1.250 t/m par exemple sans aucune charge ne possède pas encore énormément de couple.
Il aura de ce fait tendance à diminuer assez rapidement de régime lorsque l'embrayage va commencer à opérer effectivement, provoquant, outre une substitution de la vitesse de progression de l'embrayage , (à moins que cette substitution ne soit due à un taux d'accélération en B, démarrage sur neige par ex), une baisse du taux d'embrayage théorique puisque NIBt est dépendant du régime/moteur qui vient de baisser du fait de l'engagement de l'embrayage du véhicule soumis à l'inertie.
Ceci favorise une progressivité encore accrue au démarrage.
Du reste, en l'absence d'accélération supplémentaire, un phénomène inverse se produira à partir du moment où, l'inertie de départ du véhicule vaincue, le régime/moteur remontera au moins jusqu'au régime initial entraînant un taux d'embrayage de plus en plus élevé. Cette interdépendance régime-moteur/taux d'embrayage entraîne par le fait même une sorte de mécanisme auto-pondérateur, et il est très probable que les démarrages effectués dans ces conditions pourront se révéler être d'une grande facilité.
En fait, ce que le conducteur contrôlait d'instinct avec la pédale d'accélérateur associée à la pédale d'embrayage sera maintenant transférée en totalité sur la pédale d'accélérateur seule, comme sur un véhicule à convertisseur de couple hydraulique.
De plus, pour des régimes peu élevés, l'accélérateur a sur la presque totalité des véhicules, une très grande proportionnalité et beaucoup de progressivité en début de régistre, ce qui facilite le dosage de l'accélérateur au démarrage.
DISPOSITIFS COMPLEMENTAIRES
EMBRAYAGE PRIORITAIRE
Toute condition NIB = NIA fera embrayer l'embrayage de façon totale et immédiate, et ceci même si l'on a pas atteint le régime maximum requis. Ceci sera d'ailleurs normalement le cas lors du passage d'un rapport à un autre.
Cette condition est destinée à empêcher que le véhicule ne se retrouve en roue libre dans certaines circonstances, particulièrement lors de démarrage en descente.
En effet, si l'on accélère jusqu'à 1.450 t/m, le rapport NIB/NIA est tout près de l'unité, la vitesse déjà relativement importante et si l'on relâche l'accélérateur, NIB se trouve tout-à-coup être trop élevé pour ce nouveau régime NIA auquel correspond un certain nombre pour NIBt et l'ordinateur aura tendance à commander un débrayage pour en revenir à un taux d'embrayage plus faible.
C'est pourquoi cette condition NIB/NIA supérieure ou égale à 1 sera prioritaire et entrainera un embrayage total et immédiat. Une autre option serait, afin de quand même profiter d'un certain frein moteur mais de pouvoir, lors d'une ré-accélération, bénéficier immédiatement d'un embrayage proportionnel au nombre de t/m, serait de forcer NIB à ne pas dépasser NIA de plus de 10 % par exemple, dans la zone 1.100 -
1.500 t/m uniquement.
Ainsi, on conserverait davantage de souplesse à la ré-accélération en facilitant une réadaptation plus rapide de l'embrayage à un taux d'embrayage proportionnel au régime/moteur.
Ceci se ferait au prix d'un certain alourdissement de l'électronique et ne sera pas développé davantage dans le présent brevet, d'autant plus qu'il sera prévu un dispositif permettant un retour à cette proportionnalité en cas de réelle nécessité.
RETOUR A LA PROPORTIONNALITE
Une fois l'embrayage total réalisé, le débrayage ne s'effectue plus que pour une vitesse inférieure ou égale à 950 t/m.
(Cette détection de 950 t/m entrainera un débrayage immédiat des deux embrayages, différentiel et à piston, l'embrayage à piston ne reprenant sa position de "tout à fait embrayé" que quand l'embrayage différentiel sera lui-même en position tout à fait débrayé.(micro-switch de fin de course de l'embrayage différentiel)
Ceci est destiné à empêcher un éventuel calage du moteur si intervient un coup de frein brusque sur sol glissant.
Cette condition d'état d'embrayage verrouillé une fois l'embrayage total réalisé est impérative, car il faut pouvoir avancer dans un embouteillage à 1.200 ou 1.400 t/m en première et en côte pendant des kilomètres sans pour autant faire souffrir l'embrayage. Cependant, un retour à la proportionnalité est indispensable dans le cas suivant:
Si après avoir roulé à 1.800 ou 2.500 t/m en première, le conducteur arrrive avec une voiture chargée devant une rampe abrupte et malaisée à négocier rapidement, (ce qui est le cas de la plupart des sorties de parkings souterrains), le moteur peut très bien ne pas avoir assez de couple à bas régime que pour vaincre la résistance due à cette forte pente.
Si aucun dispositif n'est prévu, le moteur ralentira jusqu'au
950 t/m critiques, ce qui provoquera un débrayage, le moteur ainsi libéré remontera jusqu'au régime critique, et une nouvelle réinitiation du processus de démarrage pourra avoir lieu.
Ce comportement du véhicule serait peu satisfaisant; c'est pourquoi au cas où, une fois l'embrayage total réalisé, (NIB = NIA), et uniquement en première vitesse, à une évolution positive de ART correspondait une accélération moteur, reprise sous le sigle AM, nulle ou négative, automatiquement le taux d'embrayage serait à nouveau immédiatement fonction du nombre de t/m, et ceci seulement entre 1.100 et 1.500 t/m.
Cinq conditions donc dans ce cas:
-premier rapport engagé
-NIB = NIA
-Evolution ART positf, AM non positif.
-N de T/M compris entre 1.100 ET 1.500 tours/minute.
-NI ART supérieur à NIA.
En ce qui concerne la condition de base ART/AM, ce principe de correspondance limité au signe peut être complété par une condition supplémentaire pour l'un ou les deux de ces éléments; En ajoutant systématiquement un certain nombre négatif à AM, fixe ou directement fonction de l'importance de E ART, (E ART signifiant ici l'évolution de ART), le résultat ne serait positif qu'à partir d'une certaine accélération moteur; A défaut d'être positif, le résultat obtenu révèlerait qu'il y a peut-être accélération mais accélération insuffisante, et serait dès lors assimilé à une accélération nulle ou négative.
Il faut donc dans ce cas particulier quantifier l'évolution de ART,(ce qui peut se faire de façon très simple; puisque l'analyse est itérative, dès qu'un signe plus apparaît, mise en mémoire provisoire du nombre retranché, c.a.d. du nombre prévalant au départ de la poussée sur l'accélérateur; celui-çi sera retranché du premier nombre sans signe, c.a.d. du premier nombre pour lequel auront été effectuées au moins deux analyses après que la pédale se soit immobilisée), pour permettre de rendre le nombre négatif dont question çi dessus proportionnel à ART par multiplication avec un facteur fixe en mémoire.
De plus, afin que le système ne réagisse pas aux variations trop petites de l'accélérateur et qui entraînerait un retour à la proportionnalité qui n'aurait pas été recherché, on exigera une valeur minimum de E ART correspondant à un enfoncement significatif de l'accélérateur associé à une AM nulle ou insuffisante.
VITESSE DE PROGRESSION DE L'EMBRAYAGE LORS DU RETOUR A LAPROPORTIONNALITE.
Lorsque ce retour à la proportionnalité se révèle être nécéssaire par la détection de la condition principale E ART/AM, celui-çi doit se faire sans retard; c'est pourquoi la vitesse de progression de l'embrayage sera maximum jusqu'à ce que l'embrayage cesse de coller totalement, c'est à dire qu'il soit juste assez débrayé que pour permettre une remontée en régime du moteur, ceci se traduisant par NIA>NIB (Entre le moment ou est détectée la condition principale E ART/AM et le moment ou NIA est supérieur à NIB, il faut inhiber la condition prioritaire NIA = NIB = embrayage total et immédiat, puisque l'on se trouve dans des conditions particulières et différentes du passage normal d'un rapport à un autre, et que cette condition prioritaire est normalement présente dès la confirmation qu'un rapport est engagé).
Dès la détection NIA > NIB opérée, il y a substitution de la formule gérant la vitesse de progression de l'embrayage, qui est maintenant la formule normale selon laquelle la VPE est proportionnelle à la différence entre NIBt et NIB. Dès ce moment, on se retrouve dans les conditions normales de démarrage.
Si ce retour à la proportionnalité s'est effectué à un régime tout proche de 1.500 t/m, l'embrayage aura à peine décollé et le frottement sera de toutes façons encore grand; à la vitesse de progression maximum inverse succédera donc une vitesse de progression (dans le même sens) proportionnelle à la différence entre NIBt et NIB, qui est en principe faible et qui ne change de sens pour s'effectuer dans le sens direct qu'à partir du moment ou NIA devient suffisamment élevé que pour impliquer un NIBt plus grand que le NIB qui prévaut à ce moment là.
Cependant, de ce fait même, le taux d'embrayage requis est encore élevé et la puissance développée par le moteur peut être insuffisante; le régime baissera donc mais aussi NIBt, ce qui entraine qu'au fur et à mesure que le régime baisse, le moteur est par ailleurs libéré du fait d'un taux d'embrayage imposé de plus en plus faible. Si la résistance à l'avancement ou la pression sur l'accélérateur devait être telle que l'on entre en zone de non-correspondence primaire, il interviendrait un recul du régime critique tout comme dans le cas de démarrage à partir de la position d'arrêt puisque l'on se retrouve dans les mêmes conditions.
Si par contre, ce retour à la proportionnalité se fait à un régime tout proche de 1.100 t/m, le taux d'embrayage requis est très faible. Or, à l'instant précédent, le taux d'embrayage réel était égal à 1; en fait, NIB est grand, NIBt est petit et donc le taux d'embrayage se trouve être brusquement beaucoup trop élevé; il s'ensuit qu'à la vitesse de progression initiale inverse maximum de l'embrayage, dès la détection NIA �NIB, succédera une vitesse de progression élevée elle aussi et allant dans le même sens.
Afin de ne pas exagérément libérer le moteur qui pourrait avoir tendance à s'emballer, il y a peut-être intérêt à limiter la remontée en régime du moteur en déterminant qu'à partir du moment ou l'analyseur du taux d'accélération moteur détecterait, disons 10 impulsions supplémentaires à chaque analyse, il conviendrait d'inhiber cette progression inverse de l'embrayage de façon à ce que ce retour à la proportionnalité vienne prendre le relais de l'embrayage total en douceur, d'autant plus que l'accélérateur est en principe fort enfoncé.
NI ART > NIA: cette dernière condition est destinée à empêcher un retour à la proportionnalité si le véhicule est en frein moteur (semi-automatique) et qu'une évolution positive de ART se traduise par un frein moteur seulement moins important et pas par une réelle accélération.
DEMARRAGE EN PENTE CONTRAIRE
Les voitures automatiques présentent l'avantage de ne pas pouvoir se mouvoir dans le sens contraire à la vitesse sélectionnée. Ceci devra également être le cas avec les boîtes électroniques; au cas où, pour une raison quelconque, la solution simple d'un embrayage à sens unique ne pourrait pas être retenue, le dispositif suivant entrera en action:
Les aimants solidaires de la partie de l'embrayage coté train roulant ont la possibilité de passer devant les bobines de détection dans les deux sens, notamment lorsque le véhicule est sur une pente montante, marche avant sélectionnée et que celui-çi recule, ou qu'au contraire, le véhicule est sur une pente descendante et que la marche arrière est cette fois engagée.
Que l'accélérateur soit au repos, régime de ralenti, ou qu'il soit légèrement enfoncé, le régime étant néanmoins inférieur au régime critique, dès qu'apparaissent des puises de polarité contraire, (puisque un détecteur de polarité peut être adjoint), l'embrayage embrayera à vitesse de progression maximum jusqu'à ce que:
-Soit le moteur baisse de régime du fait de la résistance.
-Soit que les pulses aient disparu (le moteur n'a pas accusé de baisse de régime, la pente étant faible).
L'une ou l'autre de ces conditions entraînant une substitution de formule pour la VPE, qui est maintenant proportionnelle au nombre de pulses et s'effectuant dans le sens convenable
(débrayage si pulses positifs).
La disparition des pulses entraînant une vitesse de progression nulle ou une situation stable.
1) Baisse de régime/moteur.
Le régime de ralenti est pris au moment où l'embrayage différentiel quitte sa position tout-à-fait débrayée. Dès que cette baisse de régime est détectée, (par soustraction itérative), substitution de formule, mais aussi un gicleur de ralenti accéléré est ouvert aux fins d'éviter un éventuel calage du moteur.
Au cas où l'accélérateur serait légèrement enfoncé, le régime de ralenti sera pris au moment où l'accélérateur quittera sa position de repos d'une part, de façon à ce que le gicleur auxiliaire de ralenti accéléré ne s'enclenche que si le régime/moteur devient inférieur au régime de ralenti normal; tandis que la substitution de formule s'opérera elle lorsque le régime/moteur devient inférieur au régime qui prévalait au moment où s'est effectuée la détection de pulses de polarité contraire. (Système de détection dédoublé).
Une fois ce gicleur auxiliaire enclenché, afin de ne pas dérouter le conducteur par des changements de régime auquel il ne s'attend pas, ce gicleur ne sera déconnecté qu'au passage de la seconde vitesse ou par un régime inférieur à 950 t/m entraînant un débrayage total et immédiat.
De plus, pour des régimes compris entre le ralenti et le régime critique, une détection E ART négative n'inhiberas pas l'évolution du processus comme dans le cas de démarrage, mais seulement une substitution de la formule régissant la VPE, avec une constante de temps destinée à laisser le moteur se stabiliser après une décélération, aux fins d'éviter que le véhicule ne continue à reculer si le conducteur a quelque peu relâché la pédale d'accélérateur, entraînant une baisse de régime/moteur, elle même provoquant une substitution de formule prématurée pour la VPE. Dans ce cas, celle-çi sera maximum jusqu'à ce que soit détectée une baisse de régime moteur inférieure au régime de ralenti, entraînant l'entrée en fonction du gicleur auxiliaire de ralenti accéléré, ou qu'il y ait disparition des pulses avant que ne soit réalisée cette condition.
Si l'accélérateur était complètement relâché, et que le régime critique était atteint du fait du gicleur auxiliaire, un micro-switch renseignera cette position de l'accélérateur à l'ordinateur et le processus de démarrage sera bien sur inhibé.
Lorsque le véhicule est ainsi immobilisé par ce dispositif, et que le régime critique est dépassé du fait du gicleur auxiliaire, si le conducteur enfonce la pédale d'accélérateur même légèrement, le contact du micro-switch indique que celle-çi n'est plus dans sa position totalement relâchée et le processus d'initiation d'embrayage peut s'effectuer; en effet, il y a déjà eu substitution de formule après la détection du ralentissement du régime/moteur, (l'embrayage différentiel n'est plus dans sa position tout-à-fait débrayée), et la vitesse de progression de l'embrayage était proportionnelle au nombre de pulses détectés, cette situation perdurant tant que n'est pas atteint le régime critique ou que le régime critique est atteint du fait du gicleur auxiliaire, accélérateur relâché.
Aussitôt que le régime critique est atteint, (accélérateur enfoncé), c'est maintenant la différence entre NIBt et NIB qui conditionne la VPE et le processus normal d'embrayage s'effectue.
Une pression sur la pédale de frein peut anhihiler ce dispositif et permettre d'avancer ou de reculer en contrôlant la vitesse par une pression plus ou moins importante sur celle-çi; La plus grande commodité de conduite qui en résulte constitue du reste le principal avantage du système décrit çi-dessus par rapport à un embrayage à sens unique.
CONDUITE DU VEHICULE LANCE - SELECTION DES RAPPORTS
Le critère déterminant qui sera pris en considération pour
le choix par l'ordinateur d'un rapport donné sera essentiellement la valeur de D qui vaut (NI art-NIA).
Les valeurs que D prend en dehors du processus de démarrage sont appelées Ds (D secondaire), et seront simplement reprises çi-après sous le sigle D.
Les diverses valeurs que D pourra prendre seront divisées en zones, et selon la valeur de D et la zone dans laquelle elle se trouve, l'ordinateur décidera de rétrograder, de
maintenir le rapport engagé ou de passer un rapport supérieur.
En effet, la position de l'accélérateur par rapport au
régime moteur permet d'avoir à tout instant un apperçu des intentions ponctuelles du conducteur.
Supposons le véhicule dans un rapport quelconque, le régime/moteur peu élevé, et que le conducteur enfonce l'accélérateur jusqu'à la moitié de sa course et le maintienne dans cette position;
le régime/moteur va croître jusqu'à ce que NIA rejoigne NI art, D diminue au fur et à mesure de cette montée en régime, si le conducteur n'enfonce pas davantage l'accélérateur, il indique par là qu'il est satisfait de cette accélération nulle ou très faible, et un rapport supérieur peut dès lors être engagé.
Si au contraire, D acquiers une valeur élevée du fait d'un enfoncement de plus en plus important de l'accélérateur, le conducteur montre qu'il n'est pas satisfait de l'accélération qu'accusait le véhicule pour les positions antérieures de l'accélérateur et qu'il souhaite une accélération plus forte; cette valeur élevée de D entraînera donc le passage à un rapport inférieur.
Toutefois, avant d'entrer dans une zone où la valeur de D entraînera un changement de rapport, il existera une zone ou cette valeur permettra une accélération avec un couple moteur important en maintenant le rapport engagé.
Notons que si cette valeur de D est maintenue à une valeur faible par un enfoncement progressif de l'accélérateur au fur et à mesure de la montée en régime du moteur, un rapport quelconque peut être poussé jusqu'au régime maximum admissible sans aucune manipulation ni précaution autre que cet enfoncement progressif de l'accélérateur.
Puisque l'ordinateur tiendra compte de la valeur de D pour rétrograder, maintenir le rapport engagé ou passer un rapport supérieur, les diverses valeurs de D doivent nécessairement être divisées en trois zones au moins;
A ces trois zones, il pourrait en être ajoutée une quatrième, et qui maintiendrait le rapport engagé, à condition que l'accélération du véhicule soit suffisante.
En résumé, donc quatre zones différentes:
-La zone I ou zone de correspondance, D comprise entre 0 et X, pas de différence significative entre NIA et NI art. Permet le passage d'un rapport supérieur. (en évitant le sous-régime)
-La zone II ou zone de quasi-correspondance, D compris entre X et Y, la différence est faible et le rapport engagé reste sélectionné, quel que soit le taux d'accélération relatif.
-La zone III ou zone de non-correspondance relative, D compris entre Y et Z; ici deux possibilités:
-Si l'accélération relative est suffisante, le rapport engagé reste sélectionné.
-Dans le cas contraire, ordre de rétrograder.
-La zone IV ou zone de non-correspondance absolue; D est supérieur à Z, l'ordr e de rétrograder est donné de toute façons.
Le taux d'accélération relatif est le taux d'accélération moteur dans lequel intervient un coefficient multiplicateur spécifique à chaque rapport. Comme le facteur est fixe pour chaque rapport donné et que la puissance du moteur est moins importante à bas régime et donc aussi sa possibilité d'accélérer, en zone III, le passage à un rapport inférieur se produira beaucoup plus rapidement à bas régime que pour des régimes élevés, ce qui est souhaitable.
De plus, ce taux d'accélération relatif permettra aussi de tenir compte de la nature du terrain et de l'état de charge du véhicule; pour une même vitesse, un même rapport engagé et un même enfoncement de l'accélérateur, l'ordinateur décidera ou pas de rétrograder en fonction des cironstances précitées.
En fait, la zone de non-correspondance relative appelle une explication supplémentaire:
Supposons le véhicule en quatrième vitesse par exemple, le moteur au ralenti, à vitesse faible;
le fait de pousser sur l'accélérateur pourra entraîner deux réactions possibles de l'ordinateur:
Si l'accélérateur est enfoncé de façon graduelle, mais suffisemment que pour entrer en zone de non-correspondance absolue:
-Si le taux d'accélération relatif est suffisant (c'est à dire qu'a pu être effectuée au moins une analyse du taux d'accélération relatif avant que ne soit atteinte la zone IV), lorsque D atteint la zone IV, passage à un rapport inférieur.
Si le taux d'accélération est insuffisant, d'abord passage à un rapport inférieur, et lorsque la zone IV est atteinte, à nouveau un rapport inférieur est engagé.
Cependant, si l'accélérateur est brusquement enfoncé jusqu'à la zone de non-correspondance absolue et si cette rapidité n'a pas permis d'effectuer une analyse du taux d'accélérateuré relatif (que celui-çi eùt été suffisant ou pas si une accélération moins brutale avait permis une analyse), comme ce sera en fait le taux d'accélération relatif prévalant avant le coup d'accélérateur qui sera pris en considération, cette analyse étant faite constamment, ce ne sera pas le premier mais le second rapport inférieur qui sera engagé. (avec veto sur-régime), puisque l'on aura traversé deux zones qui toutes deux ont donné lieu à un ordre de rétrograder.
Notons encore que le quick down fera s'engager le premier rapport qui n'entraîne pas de sur-régime.
Par chaque rapport sélectionné seront également sélectionnés deux nombres dans l'ordinateur, le premier, qui par multiplication avec NIA devra donner un résultat qui devra rester supérieur à un certain nombre pour éviter les sous-régimes d'une part, et le second, par le même prosessus, dont le résultat devra rester inférieur à un autre nombre pour éviter les sur-régimes d'autre part, avant d'autoriser une commande de changement de rapport. Ceci peut se faire de façon très simple, en jouant sur le signe du résultat par exemple.
En résumé, le système n'est pas du tout de nature à dérouter un conducteur quelconque: plus celui-çi enfonce l'accélérateur, plus sont grandes les possibilités d'accélérer fortement, adaptant ensuite le régime le plus économique lorsque cette exigeance n'est plus requise; le conducteur a litéralement le levier du changement de vitesse "au bout du pied".
MODE SEMI-AUTOMATIQUE
Un bouton situé sur le levier du changement de vitesse permettra de sélectionner les rapports manuellement avec rappel du rapport engagé apparaissant au tableau de bord; poussée vers l'avant, rapport inférieur engagé, traction vers l'arrière, rapport supérieur.(avec filtrage sous et sur-régimes) (condition prioritaire permanente).
FREIN-MOTEUR
Le système est ainsi fait qu'il engage tout rapport supérieur dès la détection de la zone de correspondance. Si ceci est parfaitement satisfaisant du point de vue de l'agrément de conduite et du rendement, il a cependant le même inconvénient que les boîtes automatiques à convertisseur de couple, c'est à dire peu ou pas de frein moteur.
Aussi, si le conducteur le juge utile, toute poussée vers l'avant du levier fera s'engager un rapport inférieur, deux poussées consécutives feront s'engager deux rapports inférieurs consécutivement, le second n'intervenant qu'après ralentissement suffisant du véhicule dans le premier, le conducteur ayant anticipé qu'il devrait ralentir de la sorte.
(Uniquement en mode automatique)
Une autre option possible serait de faire s'engager ainsi toutes les vitesses les unes après les autres à partir d'une certaine pression sur la pédale de frein.
Il y a "reset" du système et retour au fonctionnement normal après une réaccélération, en fait après que D soit redevenu une fois positif.
CONDUITE SPORTIVE
Choisie pour une conduite normale, la zone de non-correspondance absolue ne pourra plus être atteinte à partir d'un certain régime/moteur assez élevé. Si l'on veut éviter au conducteur qui veut bénéficier au maximum de toute la puissance du moteur d'avoir recours trop fréquemment au quick down, l'on peut "retrécir" les zones, et ainsi même à des régimes déjà élevés, entrer en zone de non-correspondance absolue par exemple, et de façon plus générale, atteindre plus rapidement la zone immédiatement supérieure.
De même, l'on peut agir simultanément sur le taux d'accélération relatif, qui peut être requis plus important, et ainsi favoriser là aussi un passage plus rapide à un rapport inférieur.
Cette sélection peut également faire l'objet d'un rappel au tableau de bord, et être commandée par un bouton situé sur le sélecteur.
DISPOSITIF D'EFFACEMENT DE LA COMMANDE D'ACCELERATEUR
Au démarrage, il n'y a jamais lieu de soustraire la commande d' accélérateur au conducteur, puisque ce dernier contrôle totalement le véhicule en fonction du régime/moteur et donc par l'importance de la pression sur l'accélérateur et uniquement par ce moyen.
Il n'en va pas de même en ce qui concerne la conduite du véhicule lancé, lors des changements de rapport; dans la plupart des cas, le conducteur ignorera à quel moment précis interviendra l'ordinateur pour donner l'ordre d'engager un autre rapport, et il faut soustraire la commande d'accélérateur afin d'éviter d'emballer le moteur au moment où l'ordinateur donne l'ordre de débrayer.
Afin de ne pas présenter une sensation de "trou"; il y aura lieu de durcir la pédale d'accélérateur par un dispositif parallèle qui aura pour but de maintenir une résistance au pied égale pendant tout le temps où l'accélérateur sera soustrait au contrôle du conducteur.
Comme de toutes façons, on pose que le ré-embrayage ne pourra s'effectuer que lorsque NIA = NIB, il y a probablement intérêt à réaliser cette condition immédiatement avant de permettre au rapport sélectionn é d'être engagé.
En effet, nombre de boîtes de vitesse nécésitent d'être manipulées avec un certain doigté, les syncros requierrant un temps plus ou moins long pour entraîner les pignons aux vitesses voulues. Ceci ne peut de toute évidence être demandé que difficilement à des poussoirs hydrauliques et certainement pas si une autre solution permet de l'éviter, et il y a intérêt à réaliser d'office une synchronisation électronique pour le passage des vitesses.
Une fois le débrayage effectué, et en fonction du rapport sélectionné et de la vitesse de rotation de l'arbre de transmission, il existe un nombre de tours/moteur idéal qui permettra d'engager le rapport sélectionné de façon immédiate et sans précautions puisque les deux engrenages concernés tourneront exactement à la même vitesse. Ce nombre de tours/moteur, auquel correspondra un certain nombre NIA, peut être obtenu en multipliant un facteur constant correspondant au rapport sélectionné (en mémoire de l'ordinateur) par le nombre de tours de l'arbre de transmission, qui peut être traduit par un nombre d'impulsions prélevées de manière similaire par un détecteur analogue aux détecteurs de NIA et NIB.
Une fois que les deux nombres correspondent, non seulement le rapport peut être engagé immédiatement et fermement, mais si cette opération est suffisamment rapide, dès la confirmation reçue par l'ordinateur que le rapport est engagé, le ré-embrayage peut se faire immédiatement lui aussi car les deux éléments de l'embrayage se trouveront être à vitesse encore pratiquement égale.
Bien sùr, pour que cette condition de même vitesse de rotation d'engrenages puisse être réalisée, il est nécessaire de ré-embrayer dès que le rapport précédent est dégagé aux fins d'entraîner les autres engrenages de la boîte; ce ne sera qu'au moment ou les deux engrenages en vis-à-vis tourneront à la même vitesse fournissant la condition de permission d'engagement du rapport sélectionné, qu'une fraction de seconde avant cet engagement s'effectuera un bref débrayage pour permettre un engagement des pignons en douceur, ce débrayage étant suivi d'un ré-emrayage presqu'immédiat, dès la confirmation reçue que ce rapport est effectivement engagé.
Au moment où l'ordinateur donne l'ordre de changer de rapport, l'accélérateur peut se trouver relâché ou très enfoncé: selon le rapport qui doit succéder au rapport précédent, le régime/moteur peut être soit trop élevé, soit adéquat, soit au contraire trop peu élevé.
Tout d'abord, on pose que quelle que soit la position de l'accélérateur, et que ce soit un rapport supérieur ou inférieur que l'ordinateur décide d'engager, simultanément au débrayage, il y a effacement de la commande de l'accélérateur.
Si le régime/moteur est adéquat, aucune autre condition n'est à rencontrer, l'engagement du nouveau rapport se fait dans les conditions précitées et l'accélérateur est immédiatement rendu au contrôle du conducteur.
Si le régime/moteur est trop élevé, même si l'accélérateur est fort enfoncé, du fait de la disparition de la pression dans la liaison pneumatique accélérateur/carburateur, tout se passe comme si la pédale était entièrement relâchée et le régime baisse rapidement, le passage au rapport suivant se faisant dès le régime adéquat atteint.
Si le régime est trop peu élevé, il faut faire intervenir un dispositif qui permette d'atteindre rapidement le régime adéquat.
Pour ce faire, on évitera d'avoir recours directement à l'accélérateur par quel moyen que se soit; il faut en effet éviter à tout prix qu'en cas de défectuosité, le véhicule n'échappe au contrôle du conducteur en accélérant de façon intempestive et prolongée.
C'est pourquoi il sera fait appel à un dispositif annexe.
Ce dispositif consistera en un carburateur supplémentaire à double corps, et dont la quantité d'essence par corps sera juste suffisante que pour porter le régime/moteur à un régime proche de son régime maximum, le clapet d'ouverture agissant en tout ou rien.
Une fois cette réserve minimum d'essence épuisée, celle-ci ne pourra être renouvelée que si ce carburateur a basculé sur l'autre corps, et vice versa.
Le basculement de ce carburateur d'un corps sur l'autre ne s'opérant uniquement que par le mouvement de débrayage de l'embrayage rapide à piston.
De plus, l'ouverture d'un des corps du carburateur se fera également par basculement en obstruant automatiquement et mécaniquement l'autre corps.
Ainsi, entre deux montées en régime imputables à ce carburateur, appelé carburateur auxiliaire de mise à régime, il sera indispensable d'avoir eu un débrayage, c'est à dire un passage à un autre rapport, ce dispositif ne fonctionnant en principe que dans le cas du passage à un rapport inférieur, par effacement d'une came commandée electro-magnétiquement lors du passage à un rapport supérieur par exemple.
Une fois la condition NIG x Fmr(Rx) = NIA atteinte, fermeture immédiate de ce corps du carburateur, même si cette ouverture n'a duré qu'un instant. NIG étant le nombre de tours de l'arbre de transmission traduit en impulsions. Fmr(Rx) étant le facteur multiplicateur de mise à régime spécifique à chaque rapport.
Il sera impératif de prévoir une fermeture rapide de chaque corps de ce carburateur auxiliaire, le régime ne pouvant pas être dépassé; une vanne électro-magnétique/pneumatique devrait pouvoir rencontrer cette exigeance.
REALISATION - DISPOSITIFS COMPLEMENTAIRES - APPLICATIONS
Etant donné la difficulté de réaliser un shéma de principe sur une feuille A4, qui plus est, doit être amputée de marges importantes sur trois côtés pour rencontrer les exigeances du dépôt de brevet en Belgique, celui-çi n'a pas été établi dans ce format. Il sera disponible sur demande, bien que la description fasse état de façon extrêmement claire de toutes les interconnections et interactions des divers éléments constitutifs, et que la priorité absolue qui a été donnée à une description détaillée de la logique, développée de manière entière et complète, permette de l'établir sans difficultés à partir de cette description. Les éléments constitutifs sont quant à eux, décrits avec suffisemment de précision que pour permettre leur réalisation par des entités compétentes.
Des variantes sont bien sûr possibles, telles que un disque à frottement avec occultation d'une fenêtre associée à des cellules photo-électriques, au cas où une rotation trop lente ne permettrait pas une détection adéquate par les bobines placées dans le champ des aimants et se traduisant par une immobilisation non satisfaisante du véhicule sur pente contraire.
En dehors du fait de la simple possibilité de changement de vitesse automatique pour les véhicules utilitaires, cette synchronisation électronique pourrait présenter une certaine sécurité du fait des grandes difficultés rencontrées par certains chauffeurs de poids lourds à rétrograder des rapports dans le but de bénéficier d'un frein/moteur en vue de soulager les freins, en descente par exemple, d'autant plus que ces rapports sont très nombreux et exigeants quant aux vitesses de rotation des engrenages.
De nombreuses tentatives de double débrayage sont souvent nécessaires, et les pertes de temps qui en résultent se soldent parfois par des accidents dûs à l'impossibilité d'engager tout rapport pour un conducteur qui s'est laissé surprendre par un véhicule qui a acquis une vitesse trop importante, finissant même par ne plus pouvoir réengager le rapport qu'il a quitté. L'ordinateur aura l'avantage de ne quitter un rapport qu'avec la certitude de pouvoir engager un rapport inférieur.
L'on peut d'ailleurs programmer que si cette opération échouait
(moteur refusant de monter normalement en régime), il réenclencherait le rapport précédent.
Tout ce que le conducteur aura à faire, est de pousser le levier de changement de vitesse vers l'avant, l'ordinateur se chargeant de l'engager dès que la vitesse le permet.
Etant donné les conséquences d'une défaillance lorsqu'il s'agit de poids lourds, (transport de personnes) rien n'empêche de laisser le levier de changement de vitesse apparent de même que la pédale de débrayage; ainsi, en cas d'une quelconque défectuosité, le conducteur pourrait à tout moment faire disparaître la pression dans le système hydraulique par l'ouverture d'une vanne had hoc, et recouvrer sur le champ le contrôle intégral de son véhicule de façon manuelle.
Aucun schéma n'a été établi: ils ne sont du reste nullement indispensables à la compréhension, les descriptions étant suffisemment explicites. En ce qui concerne l'embrayage différentiel, on peut ajouter qu'une pompe refoule l'huile d'un vase d'expension dans un piston, l'autre l'en aspire; si le débit des deux est identique, la quantité d'huile dans le piston ne change pas et le piston est immobile, ceçi n'étant plus le cas si une des pompes ralentit tandis que l'autre
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LISTE DES ABREVIATIONS
NIA: Nombre d'impulsions en A
NIB: " " " B
RI: Rapport instantané NIB/NIA
RT: " théorique NIBt/NIA
VPE: Vitesse de progression de l'embrayage
FMC: Facteur multiplicateur constant
ART: Analyseur de régime théorique
NI art: Nombre d'impulsions de l'analyseur de régime théorique t/m: Nombre de tours/minute
Dp: Valeurs de D (NI art - NIA) au démarrage
Ds (=D): Valeurs que D prend lorsque le véhicule est lancé E ART: Evolution du régime théorique
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NIG: Nombre de tours de l'arbre de transmission traduit en nombre d'impulsions
Fmr(Rx): Facteur multiplicateur de mise à régime spécifique à chaque rapport