FR2886220A1 - Procede de filtration acoustique et vibratoire pour vehicule automobile et dispositif de filtration associe - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de filtration acoustique et vibratoire pour véhicule automobile et le dispositif de filtration associé. Le véhicule comprend une structure rigide (2), un moteur (4) monté basculant par rapport à la structure (2), et des moyens d'amortissement (8) des mouvements de basculement du moteur (4). Le procédé comprend les étapes suivantes :- acquisition périodique d'au moins une valeur de pilotage représentative du couple moteur demandé ;- modification de la loi d'amortissement des moyens d'amortissement (8) en fonction de la ou des valeurs de pilotage acquises.

Description

2886220 1

L'invention concerne en général la filtration acoustique et vibratoire dans les véhicules automobiles, et notamment la filtration des mouvements des blocs moteurs de ces véhicules.

Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier aspect, un procédé de filtration acoustique et vibratoire pour véhicule automobile, ce véhicule comprenant une structure rigide, un moteur monté basculant par rapport à la structure, et des moyens d'amortissement des mouvements de basculement du moteur.

Le document EP-B-1.193.099 décrit un véhicule automobile dont le moteur est en appui latéralement sur deux brancards, et dont les moyens d'amortissement sont constitués de deux cales élastiques interposées entre le moteur et les brancards, et de deux biellettes formant amortisseurs hydrauliques, disposées à l'avant et à l'arrière du moteur, et liant ce moteur à des traverses fixes avant et arrière du véhicule.

En cas de créneaux de couple moteur, c'est-à-dire dans le cas où le couple moteur subit une baisse rapide suivie d'une remontée rapide, le moteur va d'abord basculer sur ses appuis vers l'avant, pendant la phase de diminution du couple, puis va basculer vers l'arrière, pendant la phase de remontée du couple. De tels créneaux de couple interviennent en cas de changement de rapport de boîte de vitesses ou quand le conducteur lève le pied brusquement, puis réaccélère.

De tels créneaux de couple sont mal amortis par les moyens d'amortissement de l'état de la technique.

Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un dispositif de filtration acoustique et vibratoire permettant d'amortir de façon efficace les créneaux de couple, et un procédé de filtration associé.

A cette fin, l'invention a pour objet un procédé du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - acquisition périodique d'au moins une valeur de pilotage propre à agir sur le couple moteur; - modification de la loi d'amortissement en fonction de la ou des va-leurs de pilotage acquises.

Le procédé peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises isolément ou considérées selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - il comprend les étapes suivantes quand la valeur de pilotage indique que le couple moteur demandé décroît à une vitesse supérieure à un premier seuil prédéterminé en entraînant le basculement du moteur dans un premier sens: amortissement avec une loi d'amortissement minimal correspondant à un amortissement relativement plus petit des mouvements du moteur, jus- qu'à ce que la course du moteur dans le premier sens atteigne une limite de repos prédéterminée; puis amortissement avec une loi d'amortissement maximal correspondant à un amortissement relativement plus grand; - il comprend les étapes suivantes: 15. acquisition périodique d'une valeur représentative du couple moteur réel produit, amortissement avec une première loi d'amortissement intermédiaire entre les lois d'amortissement maximal et minimal quand ladite valeur croît au-delà d'un second seuil prédéterminé et reste inférieure à un troisième seuil prédéterminé ; - il comprend l'étape suivante quand ladite valeur croît au-delà du troisième seuil: amortissement avec une seconde loi d'amortissement intermédiaire correspondant à un amortissement des mouvements du moteur intermé- diaire entre la première loi d'amortissement intermédiaire et la loi d'amortissement minimal; et - la loi d'amortissement maximal correspond à un amortissement infini, le moteur étant alors bloqué rigidement en position.

Selon un second aspect, l'invention concerne un dispositif de filtration acoustique et vibratoire de véhicule automobile, ce véhicule comprenant une structure rigide et un moteur monté basculant par rapport à la structure rigide, le dispositif comprenant des moyens d'amortissement des mouve- ments de basculement du moteur, caractérisé en ce que les moyens d'amortissement présentent une loi d'amortissement variable, le dispositif de filtration comprenant une entrée d'une valeur de pilotage représentative du couple moteur demandé et des moyens pour faire varier la loi d'amortisse- ment au moins en fonction des valeurs de pilotage; - le dispositif comprend une entrée d'une valeur représentative du couple moteur réel produit par le moteur, et des moyens pour faire varier la loi d'amortissement aussi en fonction de ladite valeur; - les moyens d'amortissement présentent au moins des lois d'amortissement maximal, intermédiaire et minimal correspondants respectivement à un amortissement relativement plus grand, intermédiaire et relativement moins grand des mouvements du moteur; - les moyens d'amortissement comprennent un organe d'amortissement par passage d'un fluide à travers un orifice de section calibrée et va- riable, cet organe étant interposé entre la structure et le moteur; et - l'orifice est complètement obturé quand les moyens d'amortissement adoptent la loi d'amortissement maximal.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est faite ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique d'une partie d'un véhicule automobile, montrant le moteur du véhicule et un dispositif de filtration acoustique et vibratoire conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe de la biellette du dispositif de filtra- tion de la figure 1, et - la figure 3 est une représentation graphique de l'évolution du couple moteur en fonction du temps, dans une situation de vie où le conducteur ré-accélère après avoir levé le pied de l'accélérateur.

Comme le montre la figure 1, le dispositif de filtration acoustique et vibratoire 1 est adapté à un véhicule automobile comprenant une structure rigide 2, un moteur 4, une chaîne de transmission du mouvement de rotation de l'arbre moteur aux roues avant gauche et droite 6 du véhicule, et des moyens 8 d'amortissement des mouvements du moteur. La structure rigide 2 du véhicule comprend deux longerons 10 longitudinaux, entre lesquels est disposé le moteur 4, et un berceau 12 s'étendant au moins à l'arrière du moteur 4.

Le moteur 4 repose par l'intermédiaire d'appuis latéraux gauche et droit 14 sur les deux longerons 10. La chaîne de transmission comprend une boîte de vitesses 16 rigidement fixée sur un côté arrière du moteur 4, les autres éléments de la chaîne n'étant pas représentés. Le moteur 4 est susceptible de basculer sur ses appuis 14, vers l'avant ou vers l'arrière, autour d'un axe de basculement X, contenu dans un plan vertical et transversal, passant par les points d'appui gauche et droit du moteur 4.

On notera que l'appui latéral gauche 14 du moteur est situé à un ni-veau relativement plus bas par rapport au plan de roulement du véhicule que l'appui latéral droit 14. L'axe X est donc incliné par rapport à l'horizon-tale.

Les moyens d'amortissement 8 comprennent deux cales élastiques 18 interposées entre les appuis latéraux gauche et droit 14 du moteur 4 et les longerons 10, et une biellette 20, disposée à l'arrière du bloc formé par le moteur 4 et la boîte de vitesses 16, et liant la boîte de vitesses 16 au berceau moteur 12. La biellette 20 s'étend dans un plan vertical longitudinal, et de préférence s'étend suivant la direction longitudinale.

La biellette 20 est représentée en détail sur la figure 2, et forme un amortisseur hydraulique à amortissement variable pouvant être piloté. Elle comprend un cylindre 22 d'axe central Z, et un piston 24 mobile à l'intérieur du cylindre 22 suivant l'axe Z. Le cylindre 22 comprend une paroi circonférentielle 26 et un fond 28, venu de matière avec la paroi 26, et fermant le cylindre 22 à une extrémité arrière. La biellette 20 comprend encore un palier 30 fermant le cylindre 22 à une extrémité avant opposée à l'extrémité arrière et rigidement fixé sur la paroi 26. Le palier 30 est pourvu d'un orifice central 32. La biellette 20 corn- prend encore une tige 34, solidaire du piston 24, reçue libre en translation dans l'ouverture centrale 32.

La biellette 20 présente une extrémité avant 35 conformée en cylindre, solidaire de la tige 34, et montée pivotante autour d'un axe transversal Y1 sur la boîte de vitesses 16.

La biellette 20 présente une extrémité arrière 36 également confor-mée en cylindre, solidaire du cylindre 26, et montée pivotante sur le berceau 12 autour d'un axe transversal Y2.

Des manchons élastiques 37 sont interposés entre les extrémités 35 et 36 de la biellette 20 et les axes Y1 et Y2.

Le piston 24 divise l'intérieur du cylindre 22 en deux volumes séparés 38 et 38', remplis d'un fluide incompressible. Le piston 24 comprend, à sa périphérie, des moyens d'étanchéité, par exemple des segments d'étanchéité, portant contre la surface intérieure de la paroi 26. L'étanchéité entre les volumes 38 et 38' à la périphérie du piston 24 est constamment maintenue par lesdits moyens quand le piston 24 se déplace axialement.

On voit sur la figure 2 que le piston 24 est pourvu d'un canal 40 mettant en communication les volumes 38 et 38', et d'un clapet 42 susceptible d'adopter une position d'obturation d'une extrémité du conduit 40 ou une position de dégagement de cette extrémité. Un organe élastique, non représenté, rappelle le clapet 42 dans sa position d'obturation du conduit 40.

Le conduit 40 présente une section de passage de fluide calibrée, cette section étant variable de manière pilotée. A cet effet, un diaphragme piloté (non représenté) est disposé dans le conduit 40.

On voit sur la figure 1 que le dispositif de filtration 1 comprend une entrée 43 d'au moins une valeur de pilotage propre à agir sur le couple mo- teur, et des moyens 44 de pilotage des moyens d'amortissement 8 aptes à faire varier la section de passage du conduit 40 en fonction au moins des valeurs de pilotage. Les valeurs de pilotage comprennent typiquement l'état de l'embrayage, et l'état de la pédale d'accélération, c'est-àdire le degré d'enfoncement par le conducteur de la pédale d'accélération.

Les moyens 44 comprennent typiquement un calculateur 46 recevant les valeurs de pilotage, et un actionneur 47, piloté par le calculateur 46, et susceptible d'obturer, partiellement ou totalement, le canal 40 en agissant sur le diaphragme piloté.

L'actionneur 47 est de type connu et ne sera pas décrit en détail ici.

Par ailleurs, le véhicule comprend des butées de travail et de repos, limitant la course du moteur 4 respectivement vers l'avant et vers l'arrière (non représenté), et des contacteurs de fin de course 48, disposés au ni- veau des butées de travail et de repos, et aptes à signaler au calculateur 46 que le moteur 4 a atteint ses butées.

Enfin, le dispositif de filtration 1 comprend une entrée 49 d'un paramètre représentatif du couple moteur réellement produit par le moteur 4, renseignant le calculateur 46.

Dans un premier mode de réalisation, la biellette 20 est susceptible d'adopter plusieurs lois d'amortissement prédéterminées, distinctes, correspondant à des ouvertures du canal 40 différentes. La biellette 20 est susceptible d'adopter une loi d'amortissement minimal, correspondant à une ouverture totale ou pratiquement totale du canal 40, et donc à un amortissement nul ou pratiquement nul des mouvements de basculement du moteur 4. Elle est également susceptible d'adopter une loi d'amortissement maximal, correspondant à une obturation totale du canal 40, et donc à un blocage en position du piston 24 à l'intérieur du cylindre 22.

La biellette 20 est encore susceptible d'adopter des première et se- conde lois d'amortissement intermédiaires, correspondant à des ouvertures partielles du canal 40, l'ouverture pour la seconde loi intermédiaire étant supérieure à l'ouverture pour la première loi intermédiaire.

La biellette 20 ne peut adopter qu'une de ces quatre lois d'amortissement, et n'est pas apte à adopter d'autres lois d'amortissement qui correspondraient à d'autres ouvertures du canal 40.

Dans un second mode de réalisation, l'ouverture du canal 40 est susceptible de varier de façon continue entre un état d'ouverture totale et un état de fermeture totale. La biellette 20 est donc susceptible d'adopter une infinité de lois d'amortissement, la loi d'amortissement minimal décrite ci- dessus, la loi d'amortissement maximal décrite cidessus, et une infinité de lois d'amortissement intermédiaires entre les lois d'amortissement maximal et minimal.

On va maintenant décrite le procédé de filtration acoustique et vibratoire correspondant au dispositif de filtration décrit ci-dessus.

Le calculateur 46 acquiert périodiquement l'état de l'embrayage et le degré d'enfoncement de la pédale d'accélération. Il détermine, à chaque scrutation, le couple moteur demandé par le conducteur au moteur 4 et compare la dérivée par rapport au temps de ce couple à un premier seuil. Ce premier seuil est choisi de façon à ce que la vitesse de décroissance du couple moteur demandé soit supérieure au premier seuil dans le cas où les roues 6 sont désaccouplées du moteur 4 en vue d'un changement de rapport ou dans le cas où le conducteur lève brusquement le pied de la pédale d'accélérateur.

Au cas où le couple moteur demandé décroît à une vitesse supérieure au premier seuil, le calculateur 46 commande à l'actionneur 47 de faire passer la biellette 20 à sa loi d'amortissement minimal.

Le moteur 4 bascule alors vers l'avant, sous l'effet de la diminution du couple moteur, ce mouvement n'étant ni empêché ni amorti par la biellette 20, du fait que celle-ci a adopté sa loi d'amortissement minimal.

Quand le moteur 4, dans sa course de basculement vers l'avant, at-teint sa butée de repos, il actionne le contacteur de fin de course 48. Le calculateur 46 reçoit le signal du capteur de fin de course 48, et commande à l'actionneur 47 de faire passer la biellette 20 à sa loi d'amortissement maxi-mal. La biellette 20 devient alors rigide, et le moteur 4 est bloqué sur la butée de repos. On se trouve alors dans la phase 1 de la figure 3.

Quand le calculateur 46, en scrutant l'enfoncement de la pédale et l'état de l'embrayage, détecte que le couple demandé croit, et reçoit de l'entrée 49 l'information que le couple moteur réel dépasse un second seuil pré-déterminé, il commande à l'actionneur 47 de faire passer la biellette 20 à sa première loi d'amortissement intermédiaire. On se trouve alors dans la phase 2 de la figure 3.

Le moteur 4 n'est alors plus bloqué contre sa butée de repos. Du fait que le couple moteur recommence à croître, le moteur 4 bascule vers l'arrière. Ce basculement est amorti par la biellette 20, et plus précisément par le déplacement du piston 24 à l'intérieur du cylindre 22. La première loi d'amortissement est choisie de façon à permettre un amortissement élevé des mouvements du moteur 4.

Le moteur 4, dans sa course de basculement vers l'arrière, atteint sa butée de travail, et déclenche le détecteur de fin de course 48 correspondant.

Il reste alors en position contre la butée de travail.

Quand le calculateur 46 détecte que le couple moteur réel fourni par le moteur 4 dépasse un troisième seuil, il commande à l'actionneur 47 de faire passer la biellette 20 à sa seconde loi d'amortissement intermédiaire.

La biellette 20 réalise alors un amortissement intermédiaire, adapté aux situations de vie où le moteur ne subit pas de brusques créneaux de couple. On se trouve alors dans la phase 3 de la figure 1.

Quand le couple moteur cesse de croître, ou croît à une vitesse plus faible, le moteur 4 quitte sa butée de travail pour basculer vers l'avant à une position intermédiaire entre les butées de repos et de travail.

Les courbes I, Il et Ill de la figure 3 représentent, respectivement, l'évolution dans le temps du couple moteur demandé par le conducteur, du couple moteur réel obtenu avec le dispositif de filtration de l'invention, et du couple moteur réel obtenu selon l'état de la technique. Les phase 1, 2 et 3 présentent des durées correspondant à l'invention, c'est-à-dire à la courbe II, comme expliqué ci-dessous.

La seconde phase, comme le montre la figure 3, débute quand le couple moteur réel (courbe Il) dépasse zéro. A la fin de la première phase, les éléments de la chaîne de transmission étaient entraînés par les roues du véhicule. A partir du début de la deuxième phase, les éléments de la chaîne de transmission sont entraînés par le moteur. Du fait que le couple, pendant la deuxième phase, passe en sens inverse de la première phase, certains éléments de la chaîne de transmission, qui présentent un jeu par rapport aux éléments amont ou aval de la chaîne, doivent se repositionner par rap- port à ces éléments amont ou aval en "traversant les jeux".

Le troisième seuil correspond à la fin de cette phase de traversée de jeux. Au début de la troisième phase (point CTJII), les différents éléments de la chaîne de transmission sont parfaitement calés les uns par rapport aux autres.

Le fonctionnement du dispositif de filtration du second mode de réalisation de l'invention est pratiquement semblable à celui du premier mode de réalisation de l'invention.

Au cours de la première phase, la biellette 20 adopte une loi d'amortissement correspondant à la situation dans laquelle le canal 40 est entière-ment dégagé. Puis, une fois que le moteur 4 a basculé jusqu'à sa butée de repos, la biellette 20 adopte une loi d'amortissement dans laquelle le canal 40 est entièrement obturé, de telle sorte que la biellette 20 est rigide et le moteur 4 bloqué en position.

Pendant la deuxième phase, la biellette 20 adopte une loi d'amortissement intermédiaire, dans laquelle le canal 40 est partiellement obturé. Le calculateur 46 module l'ouverture du canal 40, essentiellement en fonction de la vitesse d'augmentation du couple moteur.

Enfin, pendant la troisième phase, la biellette 20 adopte une loi d'amortissement intermédiaire dans laquelle le canal 40 est relativement plus ouvert que pendant la seconde phase. Comme précédemment, l'ouverture du canal 40 peut être modulée par le calculateur 46 en fonction de la vitesse de croissance du couple moteur.

Les avantages procurés par l'invention ressortent de la figure 3. En effet, avec le dispositif de filtration de l'invention, les mouvements du moteur 4 sont fortement amortis pendant la deuxième phase. On limite ainsi l'énergie renvoyée dans la chaîne de transmission pendant la période de traver- sée des jeux, et en conséquence, on limite l'excitation des oscillations de cette chaîne. Il est ainsi possible d'augmenter rapidement le couple moteur, comme le montre la courbe Il de la figure 3. Ceci confère au conducteur une impression de brio du moteur.

La courbe Ill de la figure 3 représente l'évolution du couple moteur en fonction du temps, avec un dispositif de filtration de l'état de la technique. Elle montre que la vitesse d'augmentation du couple pendant la deuxième phase est beaucoup plus limitée que dans le cas de l'invention, de façon à éviter les oscillations dans la chaîne de transmission.

La phase 3 commence beaucoup plus tard (point CTJIII), et, au début de cette phase 3, le couple moteur réel est beaucoup plus faible qu'avec un dispositif conforme à l'invention (CTJIII < CTJII).

Inversement, il est possible, avec le dispositif de filtration de l'invention, de piloter la biellette de façon à obtenir une vitesse d'augmentation du couple moteur identique à celle de l'état de la technique (courbe Ill). Dans ce cas, du fait de l'amortissement particulièrement efficace procuré par la biellette 20 pendant la seconde phase, la transition du régime moteur se fera de façon particulièrement douce et régulière. Le conducteur ressentira un agrément de conduite significativement augmenté.

En variante, il est possible de prévoir un organe élastique de rappel sollicitant le moteur 4 vers l'avant quand celui-ci est contre la butée de travail. Cet organe contribue, au début de phase 3, à rappeler le moteur 4 dans une position intermédiaire entre ses butées de repos et de travail.

En variante, le dispositif de filtration 1 comprend deux biellettes 20, de même type, disposées, respectivement, à l'avant et à l'arrière du moteur 4. Les deux biellettes 20 sont pilotées par le calculateur 46. Le dispositif peut comprendre également plus de deux biellettes 20.

Le véhicule est typiquement équipé d'une boîte de vitesses automati-20 que, mais peut être également équipé d'une boite manuelle ou de type manuel piloté (BVMP).

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé de filtration acoustique et vibratoire pour véhicule automobile, ce véhicule comprenant une structure rigide (2), un moteur (4) monté basculant par rapport à la structure (2), et des moyens d'amortissement (8) des mouvements de basculement du moteur (4), caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes: acquisition périodique d'au moins une valeur de pilotage représentative du couple moteur demandé ; - modification de la loi d'amortissement des moyens d'amortissement (8) en fonction de la ou des valeurs de pilotage acquises.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes quand la valeur de pilotage indique que le couple moteur demandé décroît à une vitesse supérieure à un premier seuil prédéterminé en entraînant le basculement du moteur (4) dans un premier sens: amortissement avec une loi d'amortissement minimal correspondant à un amortissement relativement plus petit des mouvements du moteur (4), jusqu'à ce que la course du moteur dans le premier sens atteigne une limite de repos prédéterminée; - puis amortissement avec une loi d'amortissement maximal correspondant à un amortissement relativement plus grand.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - acquisition périodique d'une valeur représentative du couple moteur réel produit, - amortissement avec une première loi d'amortissement intermédiaire entre les lois d'amortissement maximal et minimal quand ladite valeur croît au-delà d'un second seuil prédéterminé et reste inférieure à un troisième seuil prédéterminé.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que qu'il cornprend l'étape suivante quand ladite valeur croît au-delà du troisième seuil: - amortissement avec une seconde loi d'amortissement intermédiaire cor- respondant à un amortissement des mouvements du moteur intermédiaire entre la première loi d'amortissement intermédiaire et la loi d'amortissement minimal.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la loi d'amortissement maximal correspond à un amortisse- ment infini, le moteur (4) étant alors bloqué rigidement en position.

6. Dispositif de filtration acoustique et vibratoire de véhicule automobile, ce véhicule comprenant une structure rigide (2) et un moteur (4) monté basculant par rapport à la structure rigide (2), le dispositif (1) comprenant des moyens d'amortissement (8) des mouvements de basculement du mo- teur (4), caractérisé en ce que les moyens d'amortissement (8) présentent une loi d'amortissement variable, le dispositif de filtration (1) comprenant une entrée d'une valeur de pilotage représentative du couple moteur de-mandé et des moyens (44) pour faire varier la loi d'amortissement au moins en fonction des valeurs de pilotage.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une entrée d'une valeur représentative du couple moteur réel produit par le moteur (4), et des moyens (44) pour faire varier la loi d'amortissement aussi en fonction de ladite valeur.

8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens d'amortissement (8) présentent au moins des lois d'amortissement maximal, intermédiaire et minimal correspondants respectivement à un amortissement relativement plus grand, intermédiaire et relativement moins grand des mouvements du moteur (4).

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens d'amortissement (8) comprennent un organe d'amortissement (20) par passage d'un fluide à travers un orifice (40) de section calibrée et variable, cet organe (20) étant interposé entre la structure (2) et le moteur (4).

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'orifice (40) est complètement obturé quand les moyens d'amortissement (8) adoptent la loi d'amortissement maximal.