FR3139095A1 - Procédé d'inhibition de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique pour une chaîne de traction à l'état fermé - Google Patents

Procédé d'inhibition de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique pour une chaîne de traction à l'état fermé Download PDF

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Abstract

L'invention porte sur un procédé de contrôle d’un moteur (10) de véhicule (1) automobile à boîte de vitesses (20) manuelle comprenant : - une étape de placement du disque d’embrayage (310) dans une position de retrait par rapport au volant d’inertie (120), - une étape de changement de rapport de vitesse de la boîte de vitesses (20), - une étape de déplacement du disque d’embrayage (310) vers une position d’engagement de manière à entrer dans une phase de glissement, - une étape d'activation d'une fonction d'ajout ou de limitation de couple du volant d'inertie (120) par rapport à un couple du volant d'inertie (120) demandé par le conducteur, - une étape de détermination d'un état du dispositif d'embrayage (30), et - une étape d'inhibition de la fonction d'ajout ou de limitation de couple au volant d'inertie (120) dans le cas où le dispositif d'embrayage (30) est dans un état fermé. Figure 1

Description

PROCÉDÉ D'INHIBITION DE FONCTIONS DE CONTRÔLE DE COUPLE D'UN MOTEUR THERMIQUE POUR UNE CHAÎNE DE TRACTION À L'ÉTAT FERMÉ
La présente invention porte sur un procédé d'inhibition de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique pour une chaîne de traction à l'état fermé. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse avec les véhicules automobiles munis d'un moteur à combustion interne et d'une boîte de vitesses manuelle.
Dans un véhicule automobile, la boîte de vitesses permet de transmettre la puissance générée par le moteur aux roues motrices du véhicule en démultipliant plus ou moins la vitesse de rotation d'un volant d’inertie du moteur lié mécaniquement au vilebrequin.
Dans le cas d’un véhicule à boîte de vitesses manuelle, la boîte de vitesses est reliée d’une part au volant d’inertie, via un premier arbre d’entrainement (appelé "arbre primaire") et un dispositif d’embrayage, et d’autre part aux roues motrices du véhicule, via un deuxième arbre d’entrainement (appelé "arbre secondaire") et un système de transmission. Le premier arbre primaire et le deuxième arbre secondaire sont reliés entre eux par une pluralité de pignons d’engrenage définissant une pluralité de rapports de transmission permettant de démultiplier le couple transmis par l’arbre primaire à l’arbre secondaire.
Lors d’un changement de rapport de vitesse par le conducteur, ce dernier relâche tout d’abord la pédale d’accélération et enfonce la pédale d’embrayage, ce qui a pour effet de désaccoupler le volant d’inertie du moteur et l’arbre primaire de la boîte de vitesses en écartant le disque d’embrayage du volant d’inertie. Le conducteur change alors de rapport de vitesse à l’aide du levier de vitesse puis relâche la pédale d’embrayage tout en enfonçant de nouveau la pédale d’accélération.
Lorsque la pédale d’embrayage est relâchée, le disque d’embrayage entre à nouveau en contact avec le volant d’inertie dans une phase dite de "glissement", pendant laquelle le disque glisse sur le volant d’inertie, jusqu’à atteindre une position d’engagement (dite "de collage") dans laquelle le disque d’embrayage est solidaire du volant d’inertie en rotation. En d’autres termes, le couple de l’arbre primaire de la boîte de vitesses est égal au couple transmis par l’embrayage durant toute la phase de glissement puis égal au couple transmis par le moteur à l’embrayage lorsque la position d’engagement a été atteinte et que le dispositif d'embrayage est à l'état fermé.
Lors d’un changement de rapport de vitesse montant, il peut arriver que le couple du volant d’inertie commandé par la pédale d’accélération actionnée par le conducteur, soit significativement inférieur au couple fourni par le disque d’embrayage. Une telle discontinuité de couple peut générer un choc suivi de rebonds dans la chaîne de traction lors de l’engagement du disque d’embrayage avec le volant d’inertie. Afin de résoudre ce problème, il est connu de contrôler le moteur thermique de façon à augmenter le couple du volant moteur par rapport au couple demandé par le conducteur via le contrôle de la pédale d'accélération. Il est également connu de limiter le couple du volant d'inertie pendant un changement de rapport de vitesse montant dans le cas où le conducteur accélère de façon trop importante avant la fermeture de la chaîne de traction.
Toutefois, il a été observé que la stratégie d'ajout ou limitation de couple peut être appliquée à tort alors qu'un rapport de boîte de vitesse est engagé. Or, l'activation à tort d'une fonction de limitation de couple engendre une chute de couple alors que l'embrayage est fermé. Alternativement, l'activation à tort d'une fonction d'ajout de couple engendre des à-coups ainsi qu'une surconsommation de carburant et des émissions de particules polluantes.
L'invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant un procédé de contrôle d’un moteur de véhicule automobile à boîte de vitesses manuelle, ledit moteur comprenant un volant d’inertie relié à un arbre primaire de la boîte de vitesses via un dispositif d'embrayage, ledit dispositif d'embrayage comprenant un disque d’embrayage dont un déplacement est commandé par une pédale d'embrayage, ledit procédé comprenant :
- une étape de placement du disque d’embrayage dans une position de retrait par rapport au volant d’inertie par appui sur la pédale d'embrayage,
- une étape de changement de rapport de vitesse de la boîte de vitesses,
- une étape de déplacement, par relâchement progressif de la pédale d'embrayage, du disque d’embrayage vers une position d’engagement de manière à entrer dans une phase de glissement,
- une étape d'activation, pendant la phase de glissement, d'une fonction d'ajout ou de limitation de couple du volant d'inertie par rapport à un couple du volant d'inertie demandé par le conducteur,
ledit procédé comportant en outre:
- une étape de détermination d'un état du dispositif d'embrayage, et
- une étape d'inhibition de la fonction d'ajout ou de limitation de couple au volant d'inertie dans le cas où le dispositif d'embrayage est dans un état fermé.
L'invention permet ainsi d'améliorer l’agrément de conduite en évitant les chutes de couple ainsi que les à-coups susceptibles d'être engendrés par l'activation intempestive de la fonction de limitation ou d'ajout de couple alors que la chaîne de traction est dans un état fermé.
Selon une mise en œuvre de l'invention, l'état du dispositif d'embrayage est déterminé à partir d'une estimation d'un rapport de vitesse engagé et d'un niveau d'enfoncement de la pédale d'embrayage.
Selon une mise en œuvre de l'invention, le dispositif d'embrayage est considéré comme étant dans un état fermé lorsque le rapport de vitesse engagé estimé est différent d'un rapport nul et que le niveau d'enfoncement de la pédale d'embrayage est inférieur à un seuil d'enfoncement.
Selon une mise en œuvre de l'invention, le seuil d'enfoncement dépend d'une vitesse du véhicule automobile.
Selon une mise en œuvre de l'invention, pour estimer le rapport de vitesse engagé, le procédé comporte :
- une étape de détermination d'un régime de l'arbre primaire de la boîte de vitesses,
- une étape de détermination d'un régime de l'arbre secondaire de la boîte de vitesses, et
- une étape d'estimation du rapport de vitesse engagé à partir d'un calcul d'un ratio entre le régime de l'arbre primaire et le régime de l'arbre secondaire.
Selon une mise en œuvre de l'invention, ledit procédé comporte une étape de mise en œuvre d’au moins une cartographie établissant une correspondance entre des plages de ratio et des rapports de vitesse correspondants.
L'invention a également pour objet un calculateur de contrôle d’un moteur de véhicule automobile à boîte de vitesses manuelle, ledit moteur comprenant un volant d’inertie relié à un arbre primaire de la boîte de vitesses via un dispositif d'embrayage, ledit dispositif d'embrayage comprenant un disque d’embrayage, ledit calculateur étant configuré pour déterminer un état du dispositif d'embrayage, et pour inhiber une fonction d'ajout ou de limitation de couple au volant d'inertie par rapport à un couple du volant d'inertie demandé par le conducteur dans le cas où le dispositif d'embrayage est dans un état fermé.
Selon une réalisation de l'invention, ledit calculateur est configuré pour déterminer l'état du dispositif d'embrayage à partir d'une estimation d'un rapport de vitesse engagé et d'un niveau d'enfoncement de la pédale d'embrayage.
L'invention concerne en outre un véhicule automobile comportant un calculateur tel que précédemment défini
Selon une réalisation de l'invention, le véhicule comporte une boîte de vitesses manuelle.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.
La est une représentation schématique d'un véhicule automobile mettant en œuvre le procédé selon l'invention d'inhibition de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique pour une chaîne de traction à l'état fermé.
La est un diagramme des étapes du procédé selon l'invention d'inhibition de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique pour une chaîne de traction à l'état fermé.
La est un diagramme des modules fonctionnels permettant de déterminer un rapport de vitesse engagé.
La montre un véhicule 1 à moteur 10 thermique et à boîte de vitesses 20 manuelle. La boîte de vitesses 20 est dépourvue de capteur de grille permettant de détecter le rapport de vitesse engagé. La boîte de vitesses 20 ou le levier de vitesse peuvent comporter un capteur de neutre permettant de détecter la position neutre (aucun rapport engagé). Le véhicule 1 comprend également un dispositif d’embrayage 30, un système de transmission 40, une pluralité de roues 50 et un calculateur 60 de contrôle du moteur 10.
Le moteur 10 comprend un bloc moteur 100 comportant une pluralité de cylindres (non représenté) dans chacun desquels est brulé un mélange de carburant et d’air afin d’entrainer en rotation un vilebrequin 110 qui est monté de manière solidaire avec un volant d’inertie 120.
La boîte de vitesses 20 comprend un arbre primaire 210 et un arbre secondaire 220 reliés entre eux par une pluralité de pignons d’engrenage 230 permettant de démultiplier le couple transmis par l’arbre primaire 210 à l’arbre secondaire 220. La sélection du pignon, appelée rapport de vitesse, est réalisée par le conducteur (non représenté) du véhicule 1 à l’aide d’un levier de vitesses (non représenté).
Le dispositif d’embrayage 30 comprend un disque d’embrayage 310, monté de manière solidaire avec l’arbre primaire 210 de la boîte de vitesses 20. Un déplacement du disque d’embrayage est commandé par une pédale d'embrayage 31 actionnable par le conducteur du véhicule 1. Le disque d’embrayage 310 est apte à être déplacé entre une position de d’engagement du disque d’embrayage 310 avec le volant d’inertie 120, lorsque le conducteur n’appuie pas ou appuie peu sur la pédale d'embrayage 31 (le dispositif d'embrayage est alors à l'état fermé), et une position de retrait dans laquelle le volant d’inertie 120 n’est plus en contact avec le disque d’embrayage 310, lorsque le conducteur appuie suffisamment sur la pédale d'embrayage 31 (le dispositif d'embrayage est alors à l'état ouvert).
Lorsque le dispositif d’embrayage 30 est engagé avec le volant d’inertie 120 (i.e. lorsque le disque d’embrayage 310 est en position d’engagement), le couple généré par le moteur 10 est transmis à l’arbre primaire 210 via le vilebrequin 110 et le disque d’embrayage 310 puis démultiplier via les pignons d’engrenage 230 jusqu’à l’arbre secondaire 220 qui le transmet aux roues 50 via le système de transmission 40. Le dispositif d'embrayage 30 est alors à l'état fermé.
Lorsque le disque d’embrayage 310 se déplace d’une position de retrait vers la position d’engagement et entre en contact avec le volant d’inertie 120, le disque d’embrayage 310 glisse tout d’abord sur le volant d’inertie 120, dans une phase dite "de glissement", avant d’atteindre la position d’engagement. Ce cas de figure se produit notamment lorsque le conducteur relâche la pédale d'embrayage 31 après un changement de rapport de vitesse.
Le calculateur 60 permet de contrôler le moteur 10, notamment les injections de carburant dans les cylindres du moteur 10. Le calculateur 60 est apte à contrôler le couple du volant d’inertie 120 du moteur 10 lors d'un changement de rapport de vitesse. Le calculateur 60 est également apte à mettre en œuvre le procédé selon l'invention d'inhibition de fonctions de contrôle de couple du moteur thermique 10 pour une chaîne de traction à l'état fermé.
Le procédé est décrit ci-après en référence avec la . Tout d’abord, dans une étape E1, lorsque le conducteur souhaite réaliser un passage de rapport de vitesse, il enfonce la pédale d'embrayage 31, ce qui a pour effet de placer le disque d’embrayage 310 dans une position de retrait par rapport au volant d’inertie 120.
Le conducteur effectue un changement de rapport de vitesse dans une étape E2. A cet effet, le conducteur désengage manuellement un rapport de vitesse initial puis passe un rapport de vitesse cible à l'aide du levier de vitesse.
Dans une étape E3, le conducteur relâche progressivement la pédale d'embrayage 31 dans le but de ré-embrayer le disque d’embrayage 310 avec le volant d’inertie 120. Ce faisant, le disque d’embrayage 310 se déplace tout d’abord vers la position d’engagement de manière à entrer dans une phase de glissement du disque d’embrayage 310 sur le volant d’inertie 120.
Dans une étape E4, le calculateur 60 active, pendant la phase de glissement, une fonction d'ajout ou de limitation de couple du volant d'inertie 120 par rapport à un couple du volant d'inertie 120 demandé par le conducteur. Le couple du volant d'inertie 120 demandé par le conducteur correspond à une volonté d'accélération de la part du conducteur déterminée à partir d'un niveau d'enfoncement de la pédale d'accélération. Cela permet d'assister en couple le volant d'inertie 120 lors d'un changement de rapport de vitesse pour améliorer l'agrément de conduite en limitant les risques de surcouple ou de chute de couple.
Dans une étape E5, le calculateur 60 détermine un état du dispositif d'embrayage 30. Dans une étape E6, le calculateur 60 inhibe la fonction d'ajout ou de limitation de couple du volant d'inertie 120 dans le cas où le dispositif d'embrayage 30 est dans un état fermé.
L'état du dispositif d'embrayage 30 est déterminé à partir d'une estimation d'un rapport de vitesse engagé et du niveau d'enfoncement de la pédale d'embrayage 31.
Le dispositif d'embrayage 30 est considéré comme étant dans un état fermé lorsque le rapport de vitesse engagé estimé est différent d'un rapport nul et que le niveau d'enfoncement de la pédale d'embrayage 31 est inférieur à un seuil d'enfoncement. Le seuil d'enfoncement est par exemple de l'ordre de 20% (0% correspondant à l'absence d'appui sur la pédale d'embrayage 31 et 100% correspondant à un appui sur la pédale d'embrayage 31 qui a atteint sa butée de fin de course).
Le seuil d'enfoncement pourra dépendre d'une vitesse du véhicule automobile.
Pour une boîte de vitesses 20 dépourvue de capteur de grille, le rapport de vitesse est estimé au moyen de la fonction 70 illustrée sur la .
Plus précisément, le calculateur 60 détermine un régime Wap de l'arbre primaire 210 de la boîte de vitesses 20. Le régime Wap de l'arbre primaire 210 de la boîte de vitesse 20 peut être déterminé à partir du régime du moteur thermique 10 mesuré au moyen d’un capteur dédié. En variante, il est possible d’utiliser un capteur de mesure de la vitesse de rotation Wap de l’arbre primaire 210.
Le calculateur 60 détermine également un régime de l'arbre secondaire 220 de la boîte de vitesses 20. Le régime de l’arbre secondaire 220 est déterminé à partir de la vitesse de rotation des roues du véhicule automobile mesuré au moyen d’un capteur dédié. En variante, il est possible d’utiliser un capteur de mesure de la vitesse de rotation Was de l’arbre secondaire 220.
Le régime Wap de l'arbre primaire 210 et le régime Was de l'arbre secondaire 220 sont appliqués en entrée d'un module de calcul 71 permettant de calculer un ratio entre ces deux régimes Wap et Was. Ce ratio de régime pourra être égal à Wap/Was ou inversement à Was/Wap. Le résultat du module de calcul 71 est appliqué en entrée d'au moins une cartographie 72 établissant une correspondance entre des plages de ratios et des rapports de vitesse correspondants.
La sortie de la cartographie 72 est appliquée en entrée d’une machine d’état 73 prenant également en compte un signal Sn issu du capteur de neutre. Cette machine d'état 73 tient compte du fait que le capteur de neutre détectant une position neutre est une condition d’exclusion pour l’engagement d’un rapport de vitesse.
Le module 74 permet de confirmer un changement de rapport de vitesse en vérifiant qu'une donnée de sortie de la machine d’état 73 est stable pendant une durée prédéterminée.

Claims (10)

  1. Procédé de contrôle d’un moteur (10) de véhicule (1) automobile à boîte de vitesses (20) manuelle, ledit moteur (10) comprenant un volant d’inertie (120) relié à un arbre primaire (210) de la boîte de vitesses (20) via un dispositif d'embrayage (30), ledit dispositif d'embrayage (30) comprenant un disque d’embrayage (310) dont un déplacement est commandé par une pédale d'embrayage (31), ledit procédé comprenant :
    - une étape de placement (E1) du disque d’embrayage (310) dans une position de retrait par rapport au volant d’inertie (120) par appui sur la pédale d'embrayage (31),
    - une étape de changement (E2) de rapport de vitesse de la boîte de vitesses (20),
    - une étape de déplacement (E3), par relâchement progressif de la pédale d'embrayage (31), du disque d’embrayage (310) vers une position d’engagement de manière à entrer dans une phase de glissement,
    - une étape d'activation (E4), pendant la phase de glissement, d'une fonction d'ajout ou de limitation de couple du volant d'inertie (120) par rapport à un couple du volant d'inertie (120) demandé par le conducteur,
    caractérisé en ce que ledit procédé comporte en outre:
    - une étape de détermination (E5) d'un état du dispositif d'embrayage (30), et
    - une étape d'inhibition (E6) de la fonction d'ajout ou de limitation de couple au volant d'inertie (120) dans le cas où le dispositif d'embrayage (30) est dans un état fermé.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'état du dispositif d'embrayage (30) est déterminé à partir d'une estimation d'un rapport de vitesse engagé et d'un niveau d'enfoncement de la pédale d'embrayage (31).
  3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'embrayage (30) est considéré comme étant dans un état fermé lorsque le rapport de vitesse engagé estimé est différent d'un rapport nul et que le niveau d'enfoncement de la pédale d'embrayage (31) est inférieur à un seuil d'enfoncement.
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le seuil d'enfoncement dépend d'une vitesse du véhicule automobile.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce pour estimer le rapport de vitesse engagé, le procédé comporte :
    - une étape de détermination d'un régime (Wap) de l'arbre primaire (210) de la boîte de vitesses (20),
    - une étape de détermination d'un régime (Was) de l'arbre secondaire (220) de la boîte de vitesses (20), et
    - une étape d'estimation du rapport de vitesse engagé à partir d'un calcul d'un ratio entre le régime de l'arbre primaire et le régime de l'arbre secondaire.
  6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mise en œuvre d’au moins une cartographie (72) établissant une correspondance entre des plages de ratio et des rapports de vitesse correspondants.
  7. Calculateur (60) de contrôle d’un moteur (10) de véhicule (1) automobile à boîte de vitesses (20) manuelle, ledit moteur (10) comprenant un volant d’inertie (120) relié à un arbre primaire (210) de la boîte de vitesses (20) via un dispositif d'embrayage (30), ledit dispositif d'embrayage (30) comprenant un disque d’embrayage (310), ledit calculateur (60) étant configuré pour déterminer un état du dispositif d'embrayage (30), et pour inhiber une fonction d'ajout ou de limitation de couple au volant d'inertie (120) par rapport à un couple du volant d'inertie (120) demandé par le conducteur dans le cas où le dispositif d'embrayage (30) est dans un état fermé.
  8. Calculateur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est configuré pour déterminer l'état du dispositif d'embrayage (30) à partir d'une estimation d'un rapport de vitesse engagé et d'un niveau d'enfoncement de la pédale d'embrayage (31).
  9. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un calculateur (60) défini selon la revendication 7 ou 8.
  10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une boîte de vitesses manuelle.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040106498A1 (en) * 2002-11-30 2004-06-03 Edward Badillo Method for managing engine torque during a gear shift in an automatic shift manual transmission
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