FR2986595A1

FR2986595A1 - Procede de controle d'un groupe motopropulseur pour la protection d'un tendeur de courroie d'accessoires

Info

Publication number: FR2986595A1
Application number: FR1250997A
Authority: FR
Inventors: Julien Quincerot
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-09
Anticipated expiration: 2032-02-02
Also published as: FR2986595B1

Abstract

L'invention porte sur un procédé de contrôle d'un groupe motopropulseur comportant un moteur thermique comportant tendeur (5) de courroie d'accessoires (1), le tendeur (5) comportant un corps, un organe de tension monté mobile par rapport au corps, et un dispositif d'amortissement adapté à amortir les déplacements de l'organe de tension par frottement sec avec le corps, dans lequel on détermine la température du corps du tendeur, et on applique un mode de fonctionnement prédéfini du groupe motopropulseur limitant l'échauffement du tendeur en fonction de la température du corps du tendeur.

Description

PROCEDE DE CONTROLE D'UN GROUPE MOTOPROPULSEUR POUR LA PROTECTION D'UN TENDEUR DE COURROIE D'ACCESSOIRES [0001] L'invention porte sur le domaine technique de l'entrainement par courroie des accessoires périphériques d'un moteur à combustion. Ces accessoires également désignés par le terme d'auxiliaires, sont de manière non limitative : les alternateurs, compresseurs de climatisation, pompes de direction assistée, pompes à eau, compresseurs volumétriques, etc. [0002] Les accessoires d'un moteur sont généralement entrainés par un dispositif asynchrone comprenant une courroie, typiquement de profil trapézoïdal. La courroie présente un parcours sinueux entre différentes poulies des accessoires devant être entrainés en rotation. Le parcours de la courroie est ainsi réalisé d'un côté du moteur, désigné couramment par l'expression « façade accessoires » ou « façade d'accessoires ». [0003] Il est connu d'employer un (ou plusieurs) tendeur afin de maintenir la tension de la courroie autour d'une valeur prédéfinie, et dans certains cas de permettre le montage de la courroie sans nécessiter une structure de montage réglable. Le tendeur permet un bon fonctionnement du système d'entrainement, et réduit des débattements parasites de la courroie. [0004] Le tendeur de courroie d'accessoires comporte généralement un ressort en torsion (pour créer et maintenir la tension souhaitée dans la courroie) et un de système de frottement sec pour créer un certain amortissement, afin de limiter les débattements du tendeur et préserver la durée de vie du ressort de torsion. [0005] Un tel tendeur, selon un mode de réalisation particulier, est notamment connu du document FR2509408. [0006] Lorsque la façade d'accessoires ne comporte pas de système de découplage, tel qu'une poulie d'alternateur à roue libre, ou une poulie découpleuse du vilebrequin ou de l'alternateur, qui permet de réduire la dynamique dans le système d'entrainement accessoires, le tendeur dynamique présente des débattements importants et à haute fréquence, afin de contrôler la tension dans la courroie. [0007] Dans des situations de fortes sollicitations du tendeur de courroie, typiquement lorsque le moteur thermique est pleinement chargé et que la façade accessoire ne comporte pas de système de découplage, l'énergie dissipée par les patins d'amortissement est alors très importante (plusieurs centaines de watt). [0008] Cette énergie à dissiper se traduit par une élévation de la température, qui peut dans des situations extrêmes entrainer un endommagement des patins, qui sont généralement des pièces en matériau plastique dont les caractéristiques mécaniques peuvent être impactées lorsque la température de fonctionnement dépasse la limite de résistance thermique du matériau. En effet, Le dispositif d'amortissement comprend classiquement un matériau de friction dont la limite thermique est proche de 160°C. Quand le couple du moteur est maximum, les débattements angulaires du tendeur augmentent et par conséquent les frottements entre le dispositif d'amortissement et le corps. Quand l'amplitude et la fréquence du débattement du tendeur deviennent trop importantes, l'échauffement généré par les frottements secs peut atteindre ou dépasser la limite thermique du matériau de friction, entraînant son usure prématurée. [0009] Une solution consisterait à employer un matériau adapté pour les patins, mais cela se fait au détriment de la fonction d'amortissement, ou du coût d'obtention du tendeur. Une autre solution pourrait consister à augmenter le dimensionnement du tendeur, mais cela est problématique en termes d'implantation sur la façade accessoire d'un moteur par ailleurs déjà très contraintes du fait des nombreux accessoires qui y sont implantés. [0010] L'invention tend à proposer une solution simple et efficace pour la résolution de cette problématique, sans impact sur la définition organique du moteur équipé du tendeur. [0011] Plus précisément, l'invention porte donc sur un procédé de contrôle d'un groupe motopropulseur comportant un moteur thermique comportant un tendeur de courroie d'accessoires comportant un corps, un organe de tension monté mobile par rapport au corps, et un dispositif d'amortissement adapté à amortir les déplacements de l'organe de tension par frottement sec avec le corps, dans lequel on détermine la température du corps du tendeur, et on applique un mode de fonctionnement prédéfini du groupe motopropulseur limitant l'échauffement du tendeur en fonction de la température du corps du tendeur. [0012] De préférence, l'application du mode de fonctionnement prédéfini est conditionnée à l'atteinte par le corps du tendeur d'un seuil de température prédéfini. [0013] Dans une variante de l'invention, le mode de fonctionnement prédéfini comporte une limitation du couple maximum du moteur. [0014] La limitation de couple peut être appliquée selon une cartographie de fonctionnement du moteur prédéfinie, fonction du régime du moteur et de la température du corps du tendeur. [0015] La limitation de couple peut être appliquée selon une fonction : - du régime moteur à l'instant considéré, et - de la position d'une commande d'accélération du moteur (ou de la charge / couple moteur), et - du couple prélevé par un alternateur. [0016] Dans une variante de l'invention, le mode de fonctionnement prédéfini comporte la mise en fonctionnement ou l'augmentation du régime d'un groupe moto-ventilateur du moteur. [0017] Alors, l'application du mode de fonctionnement prédéfini est en outre préférentiellement conditionnée en fonction : - du régime moteur à l'instant considéré, et - de la position d'une commande d'accélération du moteur (ou de la charge / couple moteur). [0018] La température du corps de tendeur peut être déterminée par mesure directe à l'aide d'un capteur. [0019] La température du corps de tendeur peut être déterminée par calcul à l'aide d'une fonction de transfert appliquée à un point de fonctionnement du moteur dans l'application considérée, pour lequel la température du corps de tendeur a été préalablement mesurée. [0020] La température du corps de tendeur peut être déterminée à l'aide d'une cartographie des conditions de fonctionnement du moteur. [0021] La température du corps du tendeur peut être déterminée à l'aide de la température moyenne dans un espace sous-capot dans lequel le moteur est implanté. [0022] L'invention est décrite plus en détail en référence aux figures annexées la présentant selon des modes de réalisations préférentiels. [0023] La figure 1 présente un moteur et ses périphériques, conforme à l'état de la technique connu. [0024] La figure 2 présente schématiquement selon une vue en trois dimensions le détail d'un tendeur de courroie d'accessoires. [0025] La figure 3 présente schématiquement, selon une vue éclatée en trois dimensions, les éléments constitutifs d'un tendeur de courroie d'accessoires. [0026] La figure 4 présente un exemple de cartographie du couple maximum du moteur tel que mise en jeu dans une variante de l'invention. [0027] [0028] La figure 1 présente un moteur et ses périphériques, conforme à l'état de la technique connu. On a représenté au premier plan la façade d'accessoires. Une courroie d'accessoires 1 chemine dans l'exemple ici représenté entre trois poulies, à savoir une poulie liée au vilebrequin 2, une poulie d'alternateur 3, et une poulie de compresseur de climatisation 4. [0029] Un tendeur 5 de courroie d'accessoires permet la mise et le maintien en tension de la courroie d'accessoires 1. [0030] La figure 2 présente schématiquement selon une vue en trois dimensions le détail d'un tel tendeur 5 de courroie d'accessoires. Le tendeur 5 comporte généralement : - Un corps 51, destiné à être fixé rigidement au moteur, - Un organe de tension 52 monté mobile par rapport au corps. L'organe de tension 52 est ici un bras pouvant pivoter par rapport au corps 51. - Un galet 53 monté libre en rotation au bout de l'organe de tension 52, est adapté à appuyer sur la périphérie extérieur de la courroie d'accessoires afin de la maintenir en tension. [0031] La figure 3 présente schématiquement, selon une vue éclatée en trois dimensions, les éléments constitutifs d'un tendeur de courroie d'accessoires conforme à l'état de la technique connu. Un dispositif d'amortissement 54, à savoir préférentiellement un patin, est interposé entre le corps 51 et l'organe de tension 52 de sorte à générer un amortissement par frottement sec lors de mouvement de l'organe de tension 52. C'est ce frottement qui est dissipé en chaleur. [0032] Un ressort 55 assure le rappel de l'organe de tension 52 vers une position de mise en tension de la courroie d'accessoires 1, ainsi que le contact entre le patin et l'organe de tension 52. [0033] Dans l'invention, on tend à protéger le tendeur 5 et en particulier son dispositif d'amortissement 54 par frottements secs par l'adoption lorsque cela est nécessaire d'un mode de fonctionnement particulier du groupe motopropulseur limitant l'échauffement du tendeur. [0034] Le mode de fonctionnement particulier du groupe motopropulseur permettant d'en limiter l'échauffement peut notamment consister à limiter le couple maximum du moteur, déclencher le fonctionnement d'un groupe moto-ventilateur, ou dans la combinaison de ces deux stratégies. [0035] Pour ce qui est de la limitation du couple, on a en effet constaté que le tendeur présente des débattements de forte amplitude lorsque la demande de couple appliquée au moteur considéré augmente, et ce particulièrement pour les régimes bas et intermédiaires du moteur (typiquement dans la plage allant du ralenti à 3000tr/min). [0036] Un premier mode de fonctionnement du groupe motopropulseur permettant de limiter l'échauffement du tendeur consiste donc à en limiter les performances à savoir le couple maximum que peut délivrer le moteur, limitant ainsi le couple acyclique du moteur et par conséquent, les acyclismes transmis via la poulie du vilebrequin au système d'entrainement des accessoires. La limitation pourra prendre en considération : - la température du tendeur de courroie d'accessoires, ou la sous capot moteur, et - le couple du moteur ainsi que la demande de couple traduite par la position de la commande d'accélération du moteur, typiquement le niveau d'enfoncement de pédale d'accélérateur, et éventuellement ; - le couple prélevé par l'alternateur (l'alternateur qui prélève du couple au moteur via le système d'entrainement des accessoires à tendance à réduire la dynamique de la façade d'accessoires). [0037] La figure 4 présente un exemple de cartographie du couple maximum du moteur tel que mise en jeu dans cette variante de l'invention. Dans cet exemple, le couple maximum (axe vertical) est figuré en fonction du régime du moteur et de la température du tendeur. Le couple maximum du moteur est ainsi limité, selon le régime moteur, lorsque la température du tendeur (et plus particulièrement la température du corps du tendeur) augmente. La limitation de couple, fonction de la température du tendeur, peut être appliquée dès lors que le tendeur corps du tendeur atteint un seuil température prédéfini. [0038] Une telle cartographie peut être construite, pour une application donnée, au banc d'essai. [0039] Par ailleurs, le mode de fonctionnement particulier du groupe motopropulseur permettant d'en limiter l'échauffement peut notamment consister à mettre en fonctionnement ou augmenter le régime d'un groupe moto-ventilateur (souvent désigné par l'acronyme GMV) du groupe motopropulseur. Le groupe moto-ventilateur comporte une hélice, généralement entrainée par un moteur électrique, ce qui génère un flux d'air en direction du moteur. La création ou le renforcement d'un flux d'air, permet ainsi d'évacuer par la convection l'énergie calorifique contenue dans le tendeur. [0040] Autrement dit, le flux d'air ainsi généré par le GMV dans le compartiment du moteur (espace sous capot dans le cadre d'une application automobile) permet de refroidir le tendeur et d'évacuer une partie de la chaleur générée par les frottements de son dispositif d'amortissement. Le tendeur peut avantageusement être équipé d'un échangeur permettant des échanges thermiques renforcés avec l'air ambiant, ce qui améliore l'efficacité de l'effet de convention naturelle ou forcée. [0041] Une telle stratégie d'activation et de pilotage du GMV pourra dépendre principalement : - de la température du tendeur de courroie d'accessoires, ou la température sous capot moteur, et - du couple du moteur ainsi que la demande de couple traduite par la position de la commande d'accélération du moteur, typiquement le niveau d'enfoncement de pédale d'accélérateur. [0042] On a illustré en figure 5 une stratégie de pilotage du GMV telle que développée dans l'invention en fonction de la charge moteur et de la température du tendeur, pour une application particulière donnée à titre d'exemple. [0043] Ainsi, lorsque la température du tendeur s'élève, notamment au-dessus d'un seuil de température prédéfini dans l'exemple ici figuré, le groupe moto-ventilateur est actionné. Il est piloté en fonction de la température du moteur et du couple moteur, l'augmentation de ces deux paramètres entrainant selon la stratégie développée une hausse de la charge du GMS (augmentation du flux d'air généré). [0044] Une telle cartographie peut être construite, pour une application donnée, au banc d'essai. [0045] Les deux stratégies ci-dessus développées peuvent être appliquées indépendamment l'une de l'autre ou en combinaison. [0046] Ces stratégies peuvent être stockées et commandées par un boîtier électronique, tel que le boîtier de contrôle moteur (généralement appelé « ECU ») ou dans un boîtier de gestion des fonctions d'un véhicule automobile embarquant l'invention. [0047] La détermination de la température du tendeur de courroie d'accessoires peut être réalisée selon diverses méthodes : - par mesure directe à l'aide d'un capteur de température ; ou - par calcul à l'aide d'une fonction de transfert appliquée à un point de fonctionnement du moteur dans l'application considérée, pour lequel la température du corps de tendeur a été préalablement mesurée ; ou - à l'aide d'une cartographie des conditions de fonctionnement du moteur ; ou - à l'aide de la température moyenne dans un espace sous-capot dans lequel le moteur est implanté. Il est notamment possible de prendre cette température directement comme référence pour l'application d'un procédé conforme à l'invention. [0048] L'invention ainsi développée permet une gestion optimisée du contrôle d'un groupe motopropulseur permettant de ne pas sur-dimensionner les composants du système d'entrainement des accessoires et/ou de permettre de s'affranchir, dans certains cas, de l'utilisation d'un système de découplage pour préserver la durabilité des tendeurs vis-à-vis des contraintes thermiques subies.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle d'un groupe motopropulseur comportant un moteur thermique comportant un tendeur (5) de courroie d'accessoires comportant un corps (51), un organe de tension (52) monté mobile par rapport au corps (51), et un dispositif d'amortissement (54) adapté à amortir les déplacements de l'organe de tension (52) par frottement sec avec le corps, dans lequel on détermine la température du corps (51) du tendeur, et on applique un mode de fonctionnement prédéfini du groupe motopropulseur limitant l'échauffement du tendeur en fonction de la température du corps du tendeur.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'application du mode de fonctionnement prédéfini est conditionnée à l'atteinte par le corps (51) du tendeur d'un seuil de température prédéfini.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le mode de fonctionnement prédéfini comporte une limitation du couple maximum du moteur.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la limitation de couple est appliquée selon une cartographie de fonctionnement du moteur prédéfinie, fonction du régime du moteur et de la température du corps du tendeur.
5. Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, dans lequel la limitation du couple du moteur est appliquée selon une fonction : - du régime du moteur à l'instant considéré, et - de la position d'une commande d'accélération ou de la charge du moteur, et - du couple prélevé par un alternateur.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le mode de fonctionnement prédéfini comporte la mise en fonctionnement ou l'augmentation du régime d'un groupe moto-ventilateur du moteur.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l'application du mode de fonctionnement prédéfini est en outre conditionnée en fonction : - du régime moteur à l'instant considéré, et- de la position d'une commande d'accélération ou de la charge du moteur.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la température du corps (51) de tendeur est déterminée par mesure directe à l'aide d'un capteur.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la température du corps (51) de tendeur est déterminée par calcul à l'aide d'une fonction de transfert appliquée à un point de fonctionnement du moteur dans l'application considérée, pour lequel la température du corps de tendeur a été préalablement mesurée.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la température du corps (51) de tendeur est déterminée à l'aide d'une cartographie des conditions de fonctionnement du moteur.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la température du corps (51) du tendeur est déterminée à l'aide de la température moyenne dans un espace sous-capot dans lequel le moteur est implanté.15