FR3139097A1 - Procédé d'inhibition de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique lors d'une phase de décollage d'un vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

L'invention porte sur un procédé de contrôle d’un moteur (10) de véhicule automobile (1) 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 procédé comportant : - une étape de détection d'une phase de décollage du véhicule automobile (1), et - une étape d'inhibition, pendant la phase de décollage, d'une fonction d'ajout de couple ou d'une fonction de limitation de couple au volant d'inertie (120) par rapport à un couple du volant d'inerte (120) demandé par le conducteur. Figure 1

Description

PROCÉDÉ D'INHIBITION DE FONCTIONS DE CONTRÔLE DE COUPLE D'UN MOTEUR THERMIQUE LORS D'UNE PHASE DE DÉCOLLAGE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention porte sur un procédé d'inhibition de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique lors d'une phase de décollage d'un véhicule automobile. 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 dans une phase de ré-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, pendant la phase de ré-embrayage, le couple du volant d'inertie par rapport au couple demandé par le conducteur. 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 lors d'une phase de décollage du véhicule automobile. La phase de décollage correspond à la situation dans laquelle la vitesse du véhicule est initialement nulle (0km/h) sans rapport engagé puis le conducteur met en mouvement la voiture. Le déplacement de la voiture est lié à l’engagement d’un rapport de boîte de vitesses, la fermeture de l’embrayage, et l'appui sur la pédale d'accélération. Or, l'activation à tort d'une fonction de limitation de couple engendre une chute de couple pendant la phase de décollage. Par ailleurs, 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, ledit procédé comportant:
- une étape de détection d'une phase de décollage du véhicule automobile, et
- une étape d'inhibition, pendant la phase de décollage, d'une fonction d'ajout de couple ou d'une fonction de limitation de couple au volant d'inertie par rapport à un couple du volant d'inerte demandé par le conducteur.
L'invention permet ainsi d'améliorer l’agrément de conduite lors d'une phase de décollage du véhicule automobile 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 au cours d'un changement de rapport de vitesse montant.
Selon une mise œuvre de l'invention, la phase de décollage du véhicule automobile est détectée lorsqu'une vitesse du véhicule automobile est inférieure à un seuil calibrable et qu'aucun rapport de vitesse est engagé.
Selon une mise œuvre de l'invention, ledit procédé comporte une étape de détection d'une sortie de la phase de décollage du véhicule automobile lorsqu'une vitesse du véhicule automobile devient supérieure à un seuil calibrable.
Selon une mise œuvre de l'invention, ledit procédé comporte une étape de détection d'une sortie de la phase de décollage du véhicule automobile lorsqu'un rapport de boîte de vitesses est détecté non nul pendant une durée calibrable.
Selon une mise œuvre de l'invention, ledit procédé comporte une étape de détection d'une sortie de la phase de décollage du véhicule automobile lorsqu'un désengagement d’un rapport de boîte de vitesses est détecté.
L'invention a également pour objet un calculateur de contrôle d’un moteur (10) de véhicule automobile à boîte de vitesses manuelle, ledit moteur (10) 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 détecter une phase de décollage du véhicule automobile, et pour inhiber, pendant la phase de décollage, une fonction d'ajout ou de limitation de couple au volant d'inertie par rapport à un couple correspondant à une volonté d'accélération de la part du conducteur.
Selon une réalisation de l'invention, le calculateur est configuré pour détecter la phase de décollage du véhicule automobile lorsqu'une vitesse du véhicule automobile est inférieure à un seuil calibrable et qu'aucun rapport de boîte de vitesses est engagé.
Selon une réalisation de l'invention, le calculateur est configuré pour détecter une sortie de la phase de décollage du véhicule automobile lorsqu'une vitesse du véhicule automobile devient supérieure à un seuil calibrable.
Selon une réalisation de l'invention, le calculateur est configuré pour détecter une sortie de la phase de décollage lorsqu'un rapport de boîte de vitesses est détecté non nul pendant une durée calibrable.
L'invention concerne en outre un véhicule automobile comportant un calculateur tel que précédemment défini.
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 lors d'une phase de décollage d'un véhicule automobile.
La est un diagramme des modules fonctionnels permettant la mise en œuvre du procédé selon l'invention d'inhibition de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique lors d'une phase de décollage d'un véhicule automobile.
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 est munie d'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 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 vitesse (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 310 est commandé par une pédale d’embrayage 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 (le dispositif d'embrayage 30 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 (le dispositif d'embrayage 30 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.
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 au cours d'une phase de ré-embrayage lorsque le conducteur relâche la pédale d’embrayage 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 également apte à contrôler le couple du volant d’inertie 120 du moteur thermique 10 lors d'un changement de rapport de vitesse. Le calculateur 60 est apte à mettre en œuvre un procédé d'inhibition des fonctions de contrôle de couple du moteur thermique 10 lors d'une phase de décollage d'un véhicule automobile.
Tout d’abord, le calculateur 60 détecte une phase de décollage du véhicule automobile. A cet effet, comme cela est illustré par la , le module 61 compare la vitesse du véhicule V_veh avec un seuil S1, inférieur à 10km/h et valant par exemple valant 5km/h.
Dans le cas où la vitesse du véhicule V_veh est inférieure au seuil S1 et qu'aucun rapport de vitesse est engagé R0, soit un rapport de vitesse nul (cf. porte logique ET 62), alors le calculateur 60 inhibe une fonction d'ajout de couple F_aj ou d'une fonction de limitation de couple F_lim visant respectivement à augmenter ou réduire un couple du volant d'inertie 120 par rapport à un couple du volant d'inertie 120 souhaité par le conducteur. Le couple du volant d'inertie 120 souhaité par le conducteur correspond à une volonté d'accélération de la part du conducteur déterminé par un enfoncement de la pédale d'accélération.
Autrement dit, lorsque le calculateur 60 détecte une phase de décollage du véhicule automobile, le calculateur 60 inhibe les fonctions de contrôle de couple au niveau du volant d'inertie 120 pouvant se produire lors d'un changement de rapport de vitesse.
A cet effet, la sortie de la porte logique ET 62 est appliquée sur l'entrée R (Reset) de la bascule RS 63 pilotant l'activation et la désactivation des fonctions d'ajout ou de limitation de couple F_lim, F_aj
Le calculateur 60 détecte une sortie de la phase de décollage lorsqu'une vitesse du véhicule automobile V_veh devient supérieure à un seuil calibrable S2, par exemple supérieur ou égal au seuil S1. Le seuil S2 vaut par exemple 30km/h. Cela permet de sortir de la situation de vie de décollage si le conducteur laisse avancer sa voiture dans une forte pente. A cet effet, le module comparateur 64 compare la vitesse du véhicule V_veh avec le seuil S2.
Alternativement, le calculateur 60 détecte une sortie de la phase de décollage lorsqu'un rapport de boîte de vitesses R_est est détecté non nul pendant une durée calibrable Temp. La durée calibrable Temp est par exemple de l'ordre de la seconde. A cet effet, le module 66 vérifie que le rapport de vitesse estimé R_est est différent du rapport nul. La temporisation Temp est gérée par le module 67.
La boîte de vitesses 20 étant dépourvue d'un capteur de grille, le rapport de boîte de vitesses est estimé à l'aide d'une fonction dédiée prenant en compte un ratio entre le régime de l'arbre primaire 210 et le régime de l'arbre secondaire 220 de la boîte de vitesse 20. Une cartographie permet d'établir une correspondance entre des plages de ration et un rapport de vitesse estimé.
Le calculateur 60 pourra également détecter une sortie de la phase de décollage lorsqu'un désengagement d’un rapport de boîte de vitesses est détecté via le module 68. Cela indique le début d’un éventuel changement de rapport. Cette condition alternative ou optionnelle pourra être activée par calibration Cal via le module sélecteur 69.
La sortie du module sélecteur 69 ainsi que la sortie du module comparateur 64 sont appliquées en entrée d'une porte logique OU 65 dont la sortie est appliquée sur l'entrée S de la bascule RS 63. Ainsi, lorsque l'une ou l'autre des conditions précitées sont remplies, on considère que le véhicule sort de la phase de décollage et le calculateur 60 autorise alors l'activation de la fonction d'ajout de couple F_aj ou de limitation de couple F_lim au volant d'inertie 120 lors d'une phase de ré-embrayage suite à un changement de rapport de vitesse.

Claims (10)

  1. Procédé de contrôle d’un moteur (10) de véhicule automobile (1) 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),
    caractérisé en ce que ledit procédé comporte:
    - une étape de détection d'une phase de décollage du véhicule automobile (1), et
    - une étape d'inhibition, pendant la phase de décollage, d'une fonction d'ajout de couple (F_aj) ou d'une fonction de limitation de couple (F_lim) au volant d'inertie (120) par rapport à un couple du volant d'inerte (120) demandé par le conducteur.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase de décollage du véhicule automobile (1) est détectée lorsqu'une vitesse du véhicule automobile (V_veh) est inférieure à un seuil calibrable (S1) et qu'aucun rapport de vitesse est engagé.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détection d'une sortie de la phase de décollage du véhicule automobile (1) lorsqu'une vitesse du véhicule automobile (1) devient supérieure à un seuil calibrable (S2).
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détection d'une sortie de la phase de décollage du véhicule automobile (1) lorsqu'un rapport de boîte de vitesses est détecté non nul pendant une durée calibrable (Temp).
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détection d'une sortie de la phase de décollage du véhicule automobile (1) lorsqu'un désengagement d’un rapport de boîte de vitesses est détecté.
  6. Calculateur (60) de contrôle d’un moteur (10) de véhicule automobile (1) 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 détecter une phase de décollage du véhicule automobile (1), et pour inhiber, pendant la phase de décollage, une fonction d'ajout ou de limitation de couple au volant d'inertie (120) par rapport à un couple correspondant à une volonté d'accélération de la part du conducteur.
  7. Calculateur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est configuré pour détecter la phase de décollage du véhicule automobile (1) lorsqu'une vitesse du véhicule automobile (1) est inférieure à un seuil calibrable (S1) et qu'aucun rapport de boîte de vitesses est engagé.
  8. Calculateur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il est configuré pour détecter une sortie de la phase de décollage du véhicule automobile (1) lorsqu'une vitesse du véhicule automobile (1) devient supérieure à un seuil calibrable (S2).
  9. Calculateur selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il est configuré pour détecter une sortie de la phase de décollage lorsqu'un rapport de boîte de vitesses est détecté non nul pendant une durée calibrable (Temp).
  10. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un calculateur (60) défini selon l'une quelconque des revendications 6 à 9.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2082938A1 (fr) * 2008-01-28 2009-07-29 Peugeot Citroën Automobiles Société Anonyme Procédé d'aide au décollage d'un véhicule automobile équipé d'une boîte de vitesses manuelle par régulation de régime et dispositif associé
EP2108864A1 (fr) * 2008-04-09 2009-10-14 Peugeot Citroën Automobiles Société Anonyme Boîte de vitesses d'un véhicule automobile
FR3100195A1 (fr) * 2019-08-29 2021-03-05 Psa Automobiles Sa Procédé de détermination d’un régime moteur de décollage pour une amélioration de la prestation acoustique et vibratoire dans les vehicules

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