FR3088399A1 - Evaluation dynamique de l’usure d’une courroie d’un vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
Il est divulgué un procédé d'évaluation dynamique de l'usure d'une courroie d'un véhicule automobile. Le procédé utilise un compteur, représentatif de l'état de la courroie, initialisé (301) au moment de son installation et décrémenté (303) à chaque occurrence d'un évènement responsable d'une usure de la courroie. Il permet de fixer un seuil en dessous duquel il est considéré (304) que la courroie est trop usée et doit être remplacée et, le cas échéant, d'en informer le conducteur.
Description
La présente invention se rapporte de manière générale à la surveillance de l’usure des pièces d’un véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un procédé d’évaluation de l’usure d’une courroie d’un tel véhicule, par exemple un véhicule à moteur thermique, un véhicule électrique ou un véhicule hybride.
Dans un véhicule automobile, une courroie est classiquement utilisée pour transmettre de la puissance mécanique générée par un moteur, par exemple le moteur thermique ou un moteur électrique de traction, à des équipements du véhicule dits composants ou organes auxiliaires.
Plus précisément, le moteur génère de l’énergie mécanique sous la forme d’un couple mécanique moteur (i.e. un ensemble de forces) qui met en mouvement un arbre tournant, ou arbre moteur. Ce mouvement de rotation de l’arbre moteur est principalement utilisé pour mouvoir le véhicule, en étant transmis aux roues par l’intermédiaire des organes de transmission (boîte de vitesse, notamment). Toutefois, une partie de l’énergie mécanique générée par le moteur est dérivée vers un ou plusieurs composants auxiliaires qui nécessitent d’absorber de la puissance mécanique pour fonctionner. A cet effet, l’arbre moteur est relié à d’autres arbres tournants, appelés arbres récepteurs par convention, qui font eux-mêmes partie intégrante de composants auxiliaires respectifs.
La transmission du mouvement de rotation entre l’arbre moteur et les arbres récepteurs est assurée par la courroie, soit par adhérence si la courroie est lisse (i.e., ne présente pas d’aspérité coopérant avec une forme de la surface externe d’un arbre récepteur ou d’une poulie couplée à cet arbre), trapézoïdale ou striées, soit par obstacle dans le cas d’une courroie crantée ou d’une chaîne.
Dans un véhicule fonctionnant avec un moteur thermique, l’arbre moteur est classiquement le vilebrequin du moteur thermique. La courroie permet alors de transmettre l’énergie mécanique générée par ce moteur à des organes auxiliaires comme un alternateur, un compresseur de climatisation ou une pompe de direction assistée, par exemple. Toutefois, dans un véhicule hybride impliquant l’utilisation conjointe d’un moteur thermique et d’un moteur électrique de traction, l’arbre moteur peut aussi être celui du moteur électrique de traction du véhicule et l’arbre du moteur thermique peut être un arbre récepteur. Le moteur électrique peut en effet générer du couple qui peut servir non seulement à mouvoir le véhicule mais aussi, ponctuellement, à entraîner le vilebrequin du moteur thermique afin de le placer dans un point de fonctionnement déterminé, c’est-à-dire dans une position angulaire déterminée en vue de faciliter son redémarrage, par exemple. De la même manière, dans une configuration hybride l’arbre du moteur électrique de traction peut recevoir de l’énergie mécanique produite par le moteur thermique afin de convertir cette énergie mécanique en énergie électrique, pour, par exemple, recharger la batterie. Dit autrement, dans un véhicule hybride, l’arbre moteur peut être alternativement celui du moteur thermique (i.e., le vilebrequin) ou celui du moteur électrique de traction selon les phases de fonctionnement du véhicule hybride, la transmission d’énergie mécanique s’effectuant par l’intermédiaire de la même courroie. Les rôles d’arbre moteur et d’arbre récepteur peuvent être échangés entre ces deux arbres, alors que les arbres tournants des composants auxiliaires restent toujours des arbres récepteurs.
Finalement, quelle que soit la configuration utilisée, la courroie joue un rôle essentiel dans le fonctionnement d’un véhicule automobile. De plus, sa rupture éventuelle implique des conséquences lourdes. En effet, elle peut notamment entraîner la surchauffe de certains composants, une déperdition de l’énergie produite par le moteur dont il résulte une forte pollution mais aussi, et surtout, une détérioration potentiellement irréversible du moteur imposant alors son remplacement (cas de la courroie de distribution notamment).
Or, en fonctionnement, les courroies s’usent plus ou moins vite en fonction notamment de l’intensité avec laquelle elles sont sollicitées (couple transmis, vitesse de rotation, durée et fréquence des utilisations), du type de la liaison (par adhérence ou par obstacles), de la nature et de l’amplitude des forces de frottement auxquelles elles sont soumises, du vieillissement des matériaux dont elles sont réalisées, et des conditions d’utilisation (notamment de la température et des variations de températures entre les phases de repos et les phases de fonctionnement). En particulier, elles peuvent se craqueler sous l’effet des phénomènes ci-dessus, potentiellement jusqu’à leur rupture définitive après une durée de fonctionnement indéterminée.
C’est pourquoi il est recommandé de remplacer une courroie dès lors que son niveau d’usure peut faire craindre sa rupture, et sans attendre que cette rupture se réalise concrètement. La plupart des recommandations formulées par les constructeurs automobiles à cet égard sont exprimées en termes de nombre de kilomètres parcourus et/ou de temps passé depuis la livraison du véhicule neuf ou depuis le dernier remplacement de la courroie. Pour éviter tout risque de rupture d’une courroie, l’approche usuelle consiste en effet à anticiper le remplacement de la courroie en s’assurant une marge de risque. Dit autrement, chaque fabriquant de véhicule automobile ou garagiste préconise de remplacer la courroie à une échéance prédéterminée. Typiquement, cette échéance s’exprime en termes de nombre de kilomètres parcourus et/ou de temps passé depuis la livraison du véhicule neuf ou depuis le dernier remplacement de la courroie. Par exemple, il est préconisé de changer la courroie après quatre-vingt mille ou cent mille kilomètres. Cette échéance anticipe en principe largement tout risque de rupture en se basant sur les données caractéristiques connues de la courroie (i.e. fournies par son fabriquant).
Toutefois, la détermination de l’échéance de remplacement des courroies s’appuie sur des données empiriques prédéterminées et sur des hypothèses statistiques se rapportant à son utilisation moyenne prévisible, et ne tient donc aucunement compte de la réalité des conditions d’utilisation de chaque courroie spécifiquement concernée. Or, une grande diversité de facteurs peut être à l’origine d’un écart significatifs entre l’usure estimée et l’usure effective des courroies. Dit autrement, l’échéance de remplacement des courroies qui est préconisée peut impliquer le remplacement de courroies dont l’état réel permettrait pourtant de prolonger leur utilisation sans risque.
L'invention vise à atténuer ces inconvénients, en permettant d’évaluer de façon dynamique, c’est-à-dire au fil de son utilisation effective, l’état d’usure réel dans lequel se trouve la courroie d’un véhicule automobile. Quelles que soient les données caractéristiques de la courroie utilisée, l’évaluation s’appuie sur les conditions réelles de son utilisation pour adapter son résultat au cas particulier de chaque courroie spécifiquement considérée.
A cet effet, un premier aspect de l’invention propose un procédé d’évaluation dynamique de l’usure d’une courroie d’un véhicule automobile, ladite courroie étant adaptée pour transmettre une puissance mécanique depuis un premier arbre dudit véhicule automobile, dit arbre moteur, vers au moins un second arbre dudit véhicule automobile, dit arbre récepteur, ledit arbre récepteur étant couplé en rotation à l’arbre moteur par l’intermédiaire de ladite courroie, ledit véhicule automobile comprenant un moteur de traction et un calculateur agencé pour commander le fonctionnement dudit moteur de traction, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
a) l’initialisation, dans une mémoire du calculateur, d’un compteur dit compteur d’usure, à une valeur d’initialisation déterminée ;
b) si, et uniquement si un évènement contribuant à l’usure de la courroie, dit évènement d’usure, est détecté par le calculateur : la décrémentation, de la valeur du compteur d’usure, d’une valeur de décrémentation déterminée associée à l’évènement d’usure détecté ;
c) si, et uniquement si, la valeur du compteur d’usure est inférieure à une première valeur seuil déterminée : le stockage dans la mémoire du calculateur, d’une information indicative d’une usure de la courroie nécessitant son remplacement, en vue de la communication de ladite information à un utilisateur.
Des modes de réalisation pris isolément ou en combinaison, prévoient en outre que :
• le procédé comprend en outre, si et uniquement si la valeur du compteur d’usure est inférieure à une seconde valeur seuil déterminée, inférieure à la première valeur seuil, la limitation par le calculateur du couple généré par le moteur de traction du véhicule automobile à une valeur déterminée ;
• l’évènement d’usure détecté à l’étape b) est compris dans la liste suivante :
- l’écoulement, depuis l’initialisation du compteur d’usure, d’une durée qui correspond à un multiple entier d’une durée déterminée ;
- l’observation, à partir de valeurs acquises par le calculateur à une récurrence déterminée, d’une valeur de température mesurée sous le capot du véhicule supérieure à une première valeur seuil déterminée ;
- l’observation, à partir de valeurs acquises par le calculateur à une récurrence déterminée, d’un écart entre deux dernières valeurs de températures mesurées à l’extérieur du véhicule automobile, qui est supérieur à une seconde valeur seuil déterminée ;
- un démarrage du véhicule automobile ;
- l’observation, à partir de valeurs acquises par le calculateur à une récurrence déterminée, d’une valeur de couple transmis depuis l’arbre moteur vers au moins un arbre récepteur, qui est supérieure à une valeur seuil déterminée ;
- un glissement, pendant une durée déterminée, de la courroie de transmission par rapport à l’arbre moteur et/ou à l’arbre récepteur ; et,
- la réalisation par l’arbre du moteur de traction, depuis l’initialisation du compteur d’usure, d’un nombre total de révolutions déterminé qui correspond à un multiple entier d’un nombre de révolutions déterminé ;
et dans lequel la valeur de décrémentation du compteur d’usure est fonction de l’évènement d’usure détecté ;
• le compteur d’usure est réinitialisé en réponse à une information représentative d’un remplacement de la courroie ;
• le véhicule automobile est un véhicule hybride comprenant un moteur électrique de traction relié à un moteur thermique par la courroie et dans lequel l’arbre moteur est sélectivement le vilebrequin du moteur thermique ou l’arbre du moteur électrique ;
• à titre d’exemple, l’arbre récepteur peut être compris dans la liste suivante :
- un arbre d’un alternateur ou d’un alterno-démarreur ;
- un arbre d’une pompe à eau d’un moteur thermique ;
- un arbre d’un compresseur de climatisation ;
- un vilebrequin d’un moteur thermique ;
- un arbre d’un moteur électrique d’un accessoire du véhicule ; et,
- un arbre d’une pompe de direction assistée ;
• la décrémentation du compteur d’usure d’une valeur de décrémentation associée à la détection d’une valeur de température sous le capot du véhicule qui est supérieure à une première valeur seuil déterminée est effectuée périodiquement tant que la valeur de température sous le capot du véhicule reste supérieure à la première valeur seuil déterminée, avec une fréquence déterminée qui est inférieure à la fréquence de la récurrence de l’acquisition par le calculateur des valeurs de températures mesurées sous le capot du véhicule ;
• la valeur d’initialisation du compteur d’usure est fonction de données caractéristiques de la courroie du véhicule automobile fournies par le fabricant de la courroie et transmises au calculateur, par un utilisateur, par l’intermédiaire d’une interface homme/machine déterminée ;
• la valeur associée à la décrémentation du compteur d’usure lorsqu’un glissement de la courroie est détecté, est fonction de la durée totale pendant laquelle la courroie glisse ;
• la valeur de décrémentation associée à la détection d’une valeur de couple qui est supérieure à une valeur seuil déterminée, est fonction de la valeur moyenne du couple obtenue pour un nombre déterminé de valeurs de couple successivement acquises par le calculateur ;
• le procédé comprend en outre, lors de l’étape c), la transmission d’une alerte visuelle et/ou sonore, à un utilisateur du véhicule automobile, par l’intermédiaire d’une interface homme/machine dudit véhicule automobile.
Dans un deuxième aspect, l’invention a également pour objet un calculateur de contrôle moteur pour véhicule automobile, comprenant des moyens pour mettre en œuvre toutes les étapes du procédé selon le premier aspect.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1, est une représentation schématique d’une configuration de composants d’un véhicule automobile pour laquelle le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre ;
- la figure 2, est une représentation schématique d’un véhicule automobile dans lequel le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre ;
- la figure 3, est un diagramme d’étapes illustrant des exemples de mise en œuvre du procédé selon l’invention.
Dans la description de modes de réalisation qui va suivre et dans les figures des dessins annexés, les mêmes éléments ou des éléments similaires portent les mêmes références numériques aux dessins.
La figure 1 montre une représentation schématique d’une configuration de composants d’un véhicule automobile pour laquelle le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre. La courroie 101 relie plusieurs arbres (i.e. des arbres mécaniques tournants) appartenant à différents composants du véhicule. Elle permet ainsi la transmission d’un mouvement de rotation depuis le vilebrequin 102 d’un moteur de traction (non-représenté) vers les autres arbres appartenant à différents composants du véhicule décrits plus loin.
Dans cette configuration, le moteur de traction du véhicule génère un couple qui est appliqué au vilebrequin et entraîne ledit vilebrequin 102 en rotation. C’est ce mouvement qui est transmis aux autres arbres par l’intermédiaire de la courroie 101. La courroie transmet donc une puissance mécanique depuis un arbre dit arbre moteur, en l’espèce le vilebrequin 102, vers un ensemble d’arbres dits arbres récepteurs. En l’espèce tous les arbres 103 à 108 appartiennent à différents composants dits composants auxiliaires.
Dans l’exemple représenté l’élément 108 est un galet tendeur. Autrement dit, un composant qui n’utilise pas la puissance mécanique transmise par la courroie mais est lui-même utilisé pour ajuster la tension de ladite courroie. Sa position peut être ajustée manuellement ou automatiquement selon les cas pour optimiser la tension de la courroie et, en conséquence, son adhérence sur chacun des arbres. De même, l’arbre 105 est une poulie qui forme uniquement un relai entre les arbres 104 et 106 en transférant le mouvement de rotation de l’un à l’autre.
Les arbres 103, 104, 106 et 107 appartiennent respectivement à une pompe à eau, un alternateur, une pompe de direction assistée et un compresseur de climatisation. Ceux-ci reçoivent donc la puissance mécanique générée par le moteur de traction et transmise par la courroie. Cette puissance mécanique permet donc le bon fonctionnement de ces composants auxiliaires. Par exemple, l’alternateur convertit cette puissance mécanique en énergie électrique redistribuée vers d’autres composants du véhicule (la batterie, les phares, etc...).
La configuration représentée par la figure 1 est un exemple non limitatif de configuration dans laquelle le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre. En effet, comme il a déjà été dit en introduction, d’autres arbres, contribuant au fonctionnement d’autres composants auxiliaires peuvent être reliés à l’arbre moteur par la courroie. De plus, comme il a aussi déjà été décrit, dans une configuration hybride (non représentée), l’arbre moteur peut aussi être celui d’un moteur électrique relié à l’arbre du moteur thermique par la courroie. Le couple générant le mouvement de rotation de l’ensemble des arbres est alors produit alternativement par l’un ou l’autre des deux moteurs. Finalement, quelle que soit la configuration dans laquelle le procédé selon l’invention est mis en œuvre, elle implique toujours un arbre moteur qui entraîne au moins un arbre récepteur en rotation par l’intermédiaire de la courroie.
La figure 2 montre une représentation schématique d’un véhicule automobile dans lequel le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre. Le véhicule automobile 202 comprend un moteur de traction (non représenté) dont l’arbre moteur 203 entraîne en rotation un arbre récepteur 204 par l’intermédiaire de la courroie 101. Le fonctionnement du moteur de traction est commandé par un calculateur 205. Outre les informations relatives à la position angulaire du moteur de traction ou au couple généré par celui-ci, le calculateur 205 acquiert régulièrement, en provenance d’autres composants du véhicule des informations spécifiques. Dans l’exemple représenté, de manière connue en soi de l’homme du métier, des capteurs/composants du véhicules 206a, 206b et 206c transmettent, à une récurrence déterminée, des informations issues de calculs et/ou de mesures qu’ils réalisent. Il peut, par exemple, s’agir de capteurs de températures, d’horloges, d’un dispositif de détection de glissement de la courroie ou de tout autre composant agencé pour mesurer des paramètres relatifs au fonctionnement du véhicule. Ce sont les données issues de ces capteurs que le calculateur analyse, lors de l’exécution du procédé, pour détecter, le cas échéant, l’occurrence d’évènements spécifiques considérés comme source d’usure de la courroie.
La figure 3, montre un diagramme d’étapes illustrant un exemple de mise en œuvre du procédé selon l’invention.
Lors de l’étape 301, un compteur est initialisé dans la mémoire d’un calculateur du véhicule. Comme il a déjà été dit plus haut, le calculateur contrôle le fonctionnement du moteur de traction. Il peut par exemple s’agir d’une unité de contrôle d’un moteur thermique. Le compteur, appelé dans la suite compteur d’usure, prend donc une valeur initiale Co fixée arbitrairement. Cette valeur est un nombre entier positif qui sera ensuite décrémentée progressivement, à chaque occurrence d’un évènement considéré comme étant une source d’usure de la courroie. Avantageusement, la valeur Co initiale peut être fixée de manière à refléter le plus précisément possible l’état réel de la courroie au moment de son installation et aussi de manière à cibler l’état d’usure à partir duquel la courroie doit être changée.
L’homme du métier appréciera que cette initialisation du compteur d’usure peut être faite, par exemple, lorsqu’un changement de courroie est détecté. Par le biais d’un capteur ou d’un système dédié de détection de changement de courroie ou à la réception d’une information fournie par un utilisateur, par exemple un garagiste, indiquant le changement de la courroie. Le calculateur initialise alors automatiquement le compteur d’usure en réponse à une information représentative d’un remplacement de la courroie. De cette manière, c’est bien l’état de la courroie réellement en cours d’utilisation qui est pris en compte.
De plus, la valeur Co à laquelle le compteur est initialisée peut être fonction des données caractéristiques réelle de la courroie du véhicule automobile. De telles données sont par exemple fournies par le fabriquant de la courroie et peuvent être transmises au calculateur par l’utilisateur par l’intermédiaire d’une interface homme/machine du véhicule automobile. Ainsi, avantageusement, la valeur du compteur correspond aux propriétés réelles de la courroie pour refléter plus justement l’évolution de son état au cours de son utilisation. Par exemple, Co peut être égale à un million pour une courroie de très bonne qualité, huit cent mille pour une courroie standard et six cent mille pour une courroie de qualité inférieure.
L’étape 302 consiste à vérifier si un évènement contribuant à l’usure de la courroie s’est produit. Ce type d’évènement, appelé dans la suite évènement d’usure, est détecté par le calculateur du véhicule automobile. Comme il a déjà été dit plus haut, le calculateur s’appuie à la fois sur des données qu’il détermine lui-même et sur des données qu’il reçoit régulièrement en provenance de capteur ou de composants du véhicule pour détecter la survenue potentielle d’un évènement d’usure.
L’étape 303 n’est mise en œuvre que si, lors de l’étape 302, un évènement d’usure a été détecté par le calculateur du véhicule automobile. Dans ce cas, la valeur actuelle du compteur d’usure est décrémentée d’une valeur de décrémentation déterminée Cwear. Cette valeur Cwear dépend de l’évènement d’usure en question. De cette manière, un évènement considéré comme étant à l’origine d’une usure plus importante entraîne la soustraction d’une valeur plus grande à la valeur actuelle du compteur d’usure et inversement. Les valeurs associées à chaque évènement d’usure prédéfinis peuvent donc être ajustées pour tenir compte le plus précisément possible de l’influence respective de chaque évènement sur l’usure générale de la courroie et optimiser la précision de son évaluation. Plusieurs exemples d’évènements d’usure ainsi que la valeur spécifique attribuée à Cwear pour chacun d’entre eux sont décrits plus loin.
L’étape 304 consiste à vérifier si la valeur C du compteur d’usure est inférieure à une première valeur seuil Cthi. Cette première valeur seuil Cthi correspond à un premier seuil d’alerte. La courroie est considérée comme étant encore utilisable mais doit être remplacée rapidement. Si la vérification de l’étape 304 est positive alors l’étape 305 est réalisée.
L’étape 305 consiste à stocker dans la mémoire du calculateur l’information sur l’usure de la courroie. Cette information indique que la courroie doit être remplacée et elle est stockée en mémoire en vue d’être communiquée ultérieurement à un utilisateur du véhicule. Elle est ensuite, par exemple, accessible par un garagiste utilisant la fonction connue de diagnostic embarqué (en anglais « OnBoard Diagnostic », OBD). Ainsi le garagiste peut indiquer à son client que la courroie doit être remplacée. Elle peut aussi être transmise, depuis la mémoire du calculateur vers un serveur distant du constructeur afin que celui-ci prévienne l’utilisateur du véhicule le cas échéant. Enfin, dans un mode de mis en œuvre alternatif du procédé, l’utilisateur du véhicule peut être alerté directement par la transmission d’une alerte visuelle et/ou sonore par l’intermédiaire d’une interface homme/machine du véhicule automobile. Dans tous les cas, grâce à l’information finalement transmise à l’utilisateur, les dispositions peuvent être prises pour remplacer la courroie considérée comme ayant atteint un état d’usure important.
L’étape 306 consiste à vérifier si la valeur C du compteur d’usure est inférieure à une seconde valeur seuil Cth2. Cette seconde valeur seul Cth2 est inférieure à la première valeur seuil Cthi et correspond cette fois à un niveau d’usure considéré comme trop élevé pour permettre l’utilisation de la courroie en l’état sans risque imminent de rupture.
Si la vérification de l’étape 306 est positive, alors, lors de l’étape 307, le calculateur limite la valeur de couple maximum que le moteur thermique peut générer. Dit autrement, le couple généré par le moteur de traction est automatiquement limité à une valeur déterminée Tmax. Dans le cas d’un moteur thermique par exemple, le calculateur peut commander les paramètres de combustion (instant et quantité de carburant injecté dans les cylindres, avance à l'allumage, ...) pour «plafonner» la valeur de couple que génère le moteur. De la même façon, la commande en courant d’un moteur électrique peut être régulée pour limiter le couple généré. De cette manière, la courroie est moins sollicitée et les risques de rupture de la courroie sont réduits. De plus, la diminution de capacité d’accélération du véhicule associée à la limitation du couple est ressentie par le conducteur et l’incite aussi au remplacement de la courroie usée. La réduction du couple constitue ainsi une seconde alerte pour le conducteur et la garantie d’un fonctionnement sans risque pour le moteur.
Comme il a été dit en référence aux étapes 302 et 303 de la figure 2, le compteur d’usure se trouve décrémenté, d’une valeur de décrémentation spécifique associée à la nature de l’évènement, à chaque détection d’un évènement d’usure donné. Parmi ces différents évènements d’usure se trouvent notamment :
• l’écoulement d’une durée totale ttot donnée depuis l’initialisation du compteur. Cette durée est un multiple d’une durée choisie ti telle que ttot = m x ti où m est un nombre entier positif et ti est une durée déterminée. Par exemple ti peut correspondre à la durée d’une semaine. Ainsi, après chaque semaine écoulée, le compteur se décrémente d’une valeur déterminée Ctime pour tenir compte du vieillissement naturel de la courroie. Par exemple, dans le cas où Co est égal à un million, Ctime peut être égal à mille ;
• la détection d’une température sous le capot du véhicule Tint supérieure à une première valeur seuil déterminée Tttu. Une telle température est mesurée par un capteur de température dédié, situé dans la proximité du moteur thermique, ou estimée à partir de la température de la batterie. Ces données sont transmises, à une récurrence déterminée, au calculateur du moteur de traction qui peut ainsi détecter le franchissement d’un seuil de température ou non. Par exemple, le compteur d’usure est décrémenté d’une valeur Ctempi égale à cent dès qu’une température seuil Tthi égale à cent degrés Celsius est dépassée. De plus, dans un mode de mise en œuvre particulier, la soustraction de la valeur Ctempi à la valeur du compteur d’usure est déterminée est effectuée périodiquement tant que la valeur de température mesurée sous le capot du véhicule reste supérieure à la valeur seuil déterminée mais avec une fréquence déterminée. Cette fréquence limite est inférieure à la fréquence de la récurrence à laquelle le calculateur reçoit (acquiert) les valeurs mesurées par le capteur de température. Ainsi si la température sous le capot reste supérieure à la valeur seuil Tthi pendant une longue durée, le compteur d’usure n’est décrémenté que de façon contrôlée pour éviter de surévaluer l’impact de cet évènement d’usure ;
• la variation entre les deux dernières valeurs Text de la température mesurée à l’extérieur du véhicule automobile est supérieure à une seconde valeur seuil déterminée Tth2. En effet, une variation très importante de température, par exemple lorsque le véhicule est stationné en extérieur par grand froid, contribue à l’usure de la courroie. Par exemple, l’écart entre la température mesurée au moment du stationnement du véhicule et celle mesurée à son redémarrage peut être très important. Par exemple, un écart entre deux dernières valeurs de températures mesurées à l’extérieur du véhicule automobile supérieur à une valeur seuil Tth2 égale à quarante degrés Celsius entraîne une soustraction d’une valeur CtemP2 égale à cent cinquante ;
• le démarrage du véhicule automobile. En effet il est connu que le couple transmis par le démarreur au moteur thermique au moment du démarrage est très élevé. En conséquence, la courroie est elle aussi sollicitée dans des proportions importantes. Dans un exemple, le procédé comprend la soustraction à chaque démarrage du véhicule d’une valeur déterminée Cstart à la valeur courante du compteur d’usure, cette valeur pouvant être exemple à dix, par exemple ;
• la transmission d’un couple élevé depuis l’arbre moteur vers au moins un arbre récepteur. En particulier le dépassement d’une valeur seuil de couple déterminée ith. En effet, de façon connue en soit de l’homme du métier, certains composants (par exemple un moteur électrique, un alternateur...) peuvent être à l’origine d’une forte consommation de couple. Or, le fort couple nécessaire à leur fonctionnement, et généré par le moteur, est responsable d’une usure de la courroie. Par ailleurs, ces composants peuvent être capables de transmettre en temps réel au calculateur la valeur du couple qu’ils consomment. Dans le cas contraire, la valeur du couple consommé par un composant peut être estimée et transmise au calculateur à chaque activation du composant concerné. Dans tous les cas, le calculateur détermine la valeur de couple généré à une récurrence déterminée et le compteur d’usure est décrémenté d’une valeur Cœupie dès qu’une valeur seuil de couple ith est dépassée. De plus, dans un mode de mise en œuvre particulier, la valeur Cœupie, peut dépendre de la valeur moyenne du couple déterminée sur plusieurs acquisitions successives. Par exemple, la valeur
Ccoupie est égale à deux pour une valeur moyenne de couple supérieure à 5 Nm/s ou à dix pour une valeur de couple supérieur à 15 Nm/s ;
• le glissement, pendant une certaine durée, de la courroie de transmission. Un tel glissement entraîne la soustraction d’une valeur particulière CSiîp à la valeur du compteur d’usure au moment où le glissement se produit. De plus, dans un mode de mise en œuvre particulier du procédé, la valeur CSiîp dépend de la durée totale pendant laquelle la courroie glisse. Ainsi, par exemple, CSiîp peut être égal à cent mille par seconde pour tenir compte de la dégradation réelle occasionnée par le glissement ; et, • la réalisation depuis l’initialisation du compteur d’usure d’un nombre total de révolutions Rtot de l’arbre du moteur thermique. Ce nombre total de révolutions est exprimé comme Rtot = n x Ri où n est un nombre entier positif et Ri un nombre de révolution déterminé. Dit autrement la décrémentation du compteur d’usure a lieu chaque fois que l’arbre moteur a effectué un nombre de révolution multiple de Ri. Ainsi, à chaque occurrence d’un nombre de révolutions prédéterminé, une valeur spécifique Crot est soustraite au compteur d’usure. Par exemple, la valeur Crot peut être égale à 0,000001 (c’est-à-dire 10'6, ou un millionième) par tour du moteur Un tel évènement permet de tenir compte de l’usure liée à l’utilisation normale de la courroie.
Chacun des évènements listés ci-dessus est considéré comme étant à l’origine d’une dégradation particulière de la courroie. Le fait d’associer à chaque évènement une valeur de décrémentation du compteur d’usure spécifique à l’évènement permet de refléter le plus justement possible les conséquences de la survenue d’un évènement sur la base du niveau connu/estimé de dégradations entraînées par l’évènement en question.
De plus, l’homme du métier appréciera que les évènements d’usure listés plus haut ne sont pas limitatifs. Tout évènement considéré comme étant à l’origine d’une usure de la courroie et pouvant être détecté par l’intermédiaire du calculateur du moteur thermique peut être utilisé par le procédé d’évaluation pour suivre de façon dynamique l’usure de la courroie. De plus, là encore, à chaque évènement utilisé peut être associée une valeur spécifique Cwear choisie pour refléter de manière optimale l’impact respectif réel de chaque évènement sur l’usure de la courroie.
Dans les revendications, le terme comprendre ou comporter n’exclut pas d’autres éléments ou d’autres étapes. Un seul processeur ou plusieurs autres unités peuvent être utilisées pour mettre en œuvre l’invention. Les différentes caractéristiques présentées et/ou revendiquées peuvent être avantageusement combinées. Leur présence dans la description ou dans des revendications dépendantes différentes, n’excluent pas cette possibilité. Les signes de référence ne sauraient être compris comme limitant la portée de l’invention.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Procédé d’évaluation dynamique de l’usure d’une courroie (101) d’un véhicule automobile (202), ladite courroie étant adaptée pour transmettre une puissance mécanique depuis un premier arbre (203) dudit véhicule automobile, dit arbre moteur, vers au moins un second arbre (204) dudit véhicule automobile, dit arbre récepteur, ledit arbre récepteur étant couplé en rotation à l’arbre moteur par l’intermédiaire de ladite courroie, ledit véhicule automobile comprenant un moteur de traction et un calculateur (205) agencé pour commander le fonctionnement dudit moteur de traction, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :a) l’initialisation (301), dans une mémoire du calculateur, d’un compteur dit compteur d’usure, à une valeur d’initialisation déterminée (Co) ;b) si, et uniquement si un évènement contribuant à l’usure de la courroie, dit évènement d’usure, est détecté par le calculateur : la décrémentation (303), de la valeur du compteur d’usure, d’une valeur de décrémentation déterminée (Cwear) associée à l’évènement d’usure détecté ;c) si, et uniquement si, la valeur du compteur d’usure est inférieure à une première valeur seuil déterminée (Cthi) : le stockage (305) dans la mémoire du calculateur, d’une information indicative d’une usure de la courroie nécessitant son remplacement, en vue de la communication de ladite information à un utilisateur.
- 2. Procédé d’évaluation dynamique selon la revendication 1 comprenant en outre, si et uniquement si la valeur du compteur d’usure est inférieure à une seconde valeur seuil déterminée (Cth2), inférieure à la première valeur seuil, la limitation (307) par le calculateur du couple généré par le moteur de traction du véhicule automobile à une valeur déterminée (τ max)·
- 3. Procédé d’évaluation dynamique selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel l’évènement d’usure détecté à l’étape b) est compris dans la liste suivante :• l’écoulement, depuis l’initialisation du compteur d’usure, d’une durée qui correspond à un multiple entier d’une durée déterminée (ti) ;• l’observation, à partir de valeurs acquises par le calculateur à une récurrence déterminée, d’une valeur de température mesurée sous le capot du véhicule supérieure à une première valeur seuil déterminée (Tthi) ;• l’observation, à partir de valeurs acquises par le calculateur à une récurrence déterminée, d’un écart entre deux dernières valeurs de températures mesurées à l’extérieur du véhicule automobile, qui est supérieur à une seconde valeur seuil déterminée (Tth2) ;• un démarrage du véhicule automobile ;• l’observation, à partir de valeurs acquises par le calculateur à une récurrence déterminée, d’une valeur de couple transmis depuis l’arbre moteur vers au moins un arbre récepteur, qui est supérieure à une valeur seuil déterminée (Tth) ;• un glissement, pendant une durée déterminée, de la courroie de transmission par rapport à l’arbre moteur et/ou à l’arbre récepteur ; et, • la réalisation par l’arbre du moteur de traction, depuis l’initialisation du compteur d’usure, d’un nombre total de révolutions déterminé (Ri) qui correspond à un multiple entier d’un nombre de révolutions déterminé ;et dans lequel la valeur de décrémentation du compteur d’usure est fonction de l’évènement d’usure détecté.
- 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le compteur d’usure est réinitialisé en réponse à une information représentative d’un remplacement de la courroie.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le véhicule automobile est un véhicule hybride comprenant un moteur électrique de traction relié à un moteur thermique par la courroie et dans lequel l’arbre moteur est sélectivement le vilebrequin du moteur thermique ou l’arbre du moteur électrique.
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’arbre récepteur est compris dans la liste suivante :• un arbre d’un alternateur ou d’un alterno-démarreur ;• un arbre d’une pompe à eau d’un moteur thermique ;• un arbre d’un compresseur de climatisation ;• un vilebrequin d’un moteur thermique ;• un arbre d’un moteur électrique d’un accessoire du véhicule ; et, • un arbre d’une pompe de direction assistée.
- 7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel, la décrémentation du compteur d’usure d’une valeur de décrémentation associée à la détection d’une valeur de température sous le capot du véhicule qui est supérieure à une première valeur seuil déterminée est effectuée périodiquement tant que la valeur de température sous le capot du véhicule reste supérieure à la première valeur seuil déterminée, avec une fréquence déterminée qui est inférieure à la fréquence de la récurrence de l’acquisition par le calculateur des valeurs de températures mesurées sous le capot du véhicule.
- 8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la valeur d’initialisation du compteur d’usure est fonction de données caractéristiques de la courroie du véhicule automobile fournies par le fabricant de la courroie et transmises au calculateur, par un utilisateur, par l’intermédiaire d’une interface homme/machine déterminée.
- 9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la valeur associée à la décrémentation du compteur d’usure lorsqu’un glissement de la courroie est détecté, est fonction de la durée totale pendant laquelle la courroie glisse.
- 10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la valeur de décrémentation associée à la détection d’une valeur de couple qui est supérieure à une valeur seuil déterminée, est fonction de la valeur moyenne du couple obtenue pour un nombre déterminé de valeurs de couple successivement acquises par le calculateur.
- 11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 comprenant en outre, lors de l’étape c), la transmission d’une alerte visuelle et/ou sonore, à un utilisateur du véhicule automobile, par l’intermédiaire d’une interface homme/machine dudit véhicule automobile.
- 12. Calculateur (205) de contrôle moteur pour véhicule automobile, comprenant des moyens pour mettre en œuvre toutes les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11.
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| FR1860278A FR3088399B1 (fr) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | Evaluation dynamique de l’usure d’une courroie d’un vehicule automobile |
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| FR2961573A1 (fr) * | 2010-06-22 | 2011-12-23 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Methode et dispositif de surveillance de l'endommagement d'une courroie de transmission que comprend un groupe moteur, de propulsion d'un vehicule automobile notamment |
| US20160363046A1 (en) * | 2015-06-12 | 2016-12-15 | Ford Global Technologies, Llc | Method for monitoring a traction mechanism drive of an internal combustion engine, and internal combustion engine for carrying out a method of this type |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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