WO2006106254A2 - Procede et systeme de commande de decollage d'un vehicule automobile par dialogue du calculateur de controle moteur avec la boite de vitesses mecanique pilotee, pendant un redemarrage du vehicule en mode 'stop and start' - Google Patents

Procede et systeme de commande de decollage d'un vehicule automobile par dialogue du calculateur de controle moteur avec la boite de vitesses mecanique pilotee, pendant un redemarrage du vehicule en mode 'stop and start' Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method and a control system of take-off of a motor vehicle by dialogue of the engine control computer with the mechanical gearbox controlled during a restart of the vehicle in "Stop and Start” mode.
  • a system called “Stop and Start” is characterized by stopping the engine just before and during the immobilization of the vehicle (traffic lights, traffic jams, etc.). It is reset automatically and instantly when you release the brake pedal when the driver wants to leave.
  • a “Stop and Start” system brings very perceptible benefits during the phases of engine standby: comfort for the passengers, physical comfort by eliminating engine vibrations and driving pleasure, not to mention a saving in fuel consumption fuel.
  • the operating point at which the controlled mechanical gearbox (BVMP) starts the actual vehicle "take-off” (or advance) is indicated by the engine control computer (CMM) at the mechanical controlled gearbox (BVMP).
  • CCM engine control computer
  • the BVMP is a gearbox with electronic clutch and shift management. It allows automatic or sequential shifting at the initiative of the driver.
  • the indication by the CMM to the BVMP is made via the CAN bus in the form of a "flag", called “BVMP take-off authorization".
  • a flag is a variable whose value is set to 0 or 1 depending on an event; we then test the value of the "flag" to know if the marked event occurred or not.
  • the CAN (Controller Area Network) bus is a network communication protocol for connecting the onboard equipment of a motor vehicle.
  • An object of the present invention is to provide a method of dialogue of the CMM with the BVMP, during a restart of the "Stop and Start" type of the vehicle, which allows to ensure a quick takeoff of the vehicle with an optimal approval, and with a maximum robustness and repeatability in different driving situations (starting on flat, downhill, uphill, starting from a zero or no speed, etc.).
  • Another object of the present invention is to provide a method for preparing the takeoff authorization flag, which allows, thanks to the dialogue with the BVMP, a "take-off" of the vehicle quickly and smoothly in the traction chain. , and therefore with an optimal approval for the driver.
  • Another object of the present invention is to provide a take-off system for a motor vehicle with a "Stop and Start” system associated with a BVMP and means for controlling the "effective take-off" of the vehicle transmitted to said BVMP in the form information developed according to the method of the invention.
  • a method for controlling the take-off of a motor vehicle in "Stop and Start” mode, after cutting off the fuel injection which comprises the following steps:
  • the method comprises the step of controlling the fuel injection over a period of time until said autonomous condition is verified. .
  • the calculation and verification of said autonomous condition relating to a time t comprises the following steps:
  • the comparison of the value of the speed gradient with respect to time with a predetermined threshold value as a function of the engine speed is validated after the lapse of a time delay.
  • Said regime gradient with respect to time is determined from the current regime and the computation rate (n-1), initialized to zero.
  • the invention also provides a motor vehicle take-off control system, with a CMM and an BVMP, which further comprises:
  • Said control signal or "takeoff clearance” is a signal sent by the engine control computer of the vehicle to the mechanical gearbox driven in the form of a flag.
  • FIG. 1 is a graph representative of the evolution of the engine speed as a function of time
  • FIG. 2 is a graph representative of the speed gradient threshold as a function of the engine speed
  • FIG. 3 illustrates the expected operation of the invention in the case of a start-up or restart from a zero-rated engine speed
  • FIG. 4 illustrates the expected operation of the invention in the case of a restart before the engine speed has reached the zero value.
  • the take-off clearance indication is made when the following three conditions are fulfilled, cumulatively.
  • First condition Cl the "Autonomous Condition” is true.
  • Second condition C2 "Alpha pedal”> Threshold S A i Ph a
  • Third condition C3 exit condition of the injection phase "full intelligent group”.
  • the graph of FIG. 1 represents the evolution of the engine speed, namely the speed of the crankshaft expressed in revolutions per minute, as a function of time. After a first period, referenced a, which is a phase under electric machine only, the engine rises over a period referenced b with a first combustion represented by the section of steep slope C 1 . The representative curve of the regime goes through a maximum and the speed is set substantially constant over the idling speed value R. This value can be about 750 revolutions per minute.
  • A represents the take-off clearance at the BVMP.
  • the “autonomous condition” is defined by a threshold or “gauge” or “calibration” on the engine speed gradient with respect to time as a function of the engine speed.
  • the gradient gradient threshold Grad_N_dem is determined as a function of the current speed by a graph or "calibration" of the shape shown in the drawing of FIG. 2.
  • the current speed is the engine speed calculated from the time spent to perform the last half-turn motor. This calibration makes sure:
  • the optimal calibration is determined from vehicle tests, such as: take-off on flat terrain, downhill, uphill with quantitative measures of slope downs and subjective estimate of driving pleasure.
  • the gradient gradient threshold is corrected by a gain, a function of the water temperature T WATER designated K_Grad_N_dem (vertical expansion).
  • the N_dem input speed is corrected for the water temperature by K_N_dem (horizontal expansion).
  • the autonomous condition is true if the following inequality is satisfied: dN / dt> K_Grad_N_dem (T WATER ) * Grad_N_dem (K_N_dem (T WATER ) * N_current) N_current, used is the average speed on a half-turn engine calculated by the calculator of CMM motor control.
  • the regime gradient with respect to time (dN / dt) is determined from the current regime and from the computation rate (n-1) initialized to zero.
  • the rpm is, like the rpm, recalculated every half-turn of the engine.
  • the startup device In the first situation, represented by point 2 of Figure 4, the autonomous condition is not satisfied, which is reflected by the position of point 2 under the template. Therefore, the startup device must be powered to validate the autonomous condition; which power, in terms of graphical representation, is ironed above the template, as can be seen in Figure 4 by the path in solid lines.
  • the autonomous condition is satisfied, which is expressed by the position of point 2' above the template; the starter does not need to be powered; in this case the short dashed path remains entirely above the template.
  • the second condition or condition C2 is expressed in this form:
  • Threshold S A i P ha “Alpha pedal” is representative of the position of the accelerator pedal desired by the driver, while Threshold S A i Pha is a threshold value, predetermined, constant, which can be calibrated.
  • the third condition or condition C3 is achieved by the output of the injection phase "full intelligent group".
  • Intelligent full group is the phase that corresponds to the first three injections that take place simultaneously from the beginning of the engine rotation (on all cylinders, with the exception of the one that is in the intake phase at the engine stop, for which one could inject gasoline that would be sent directly to the exhaust). At the end of this phase, we go into phased sequential injection and the third condition is validated.

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Abstract

Procédé et système de commande de décollage d'un véhicule automobile par dialogue du calculateur de contrôle moteur avec la boîte de vitesses mécanique pilotée, pendant un redémarrage du véhicule en mode «Stop and Start». Une « autorisation de décollage» est transmise à la boîte de vitesse à un instant t dès que sont vérifiées les trois conditions suivantes : a) vérification de la position de la pédale de l'accélérateur par rapport à une position «seuil» prédéterminée (Alpha pédale > seuil SAlpha) b) le moteur est en phase d'injection séquentielle, c) vérification d'une condition dite « condition autonome», calculée à partir du régime moteur (N) et du gradient de régime moteur (dN/dt) comparés à une valeur de deuil prédéterminée (Grad_N_dem).

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE COMMANDE DE DECOLLAGE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE PAR DIALOGUE DU CALCULATEUR DE CONTROLE MOTEUR AVEC LA BOITE DE VITESSES MECANIQUE PILOTEE, PENDANT UN REDEMARRAGE DU VEHICULE EN MODE « STOP AND START ».
La présente invention concerne un procédé et un système de commande de décollage d'un véhicule automobile par dialogue du calculateur de contrôle moteur avec la boîte de vitesses mécanique pilotée, pendant un redémarrage du véhicule en mode « Stop and Start ».
Un système dit « Stop and Start » se caractérise par l'arrêt du moteur juste avant et pendant l'immobilisation du véhicule (feux tricolores, embouteillages, etc.). Sa remise en fonction est automatique et instantanée au « lâcher » de la pédale de frein lorsque le conducteur souhaite repartir.
Un système « Stop and Start » apporte des avantages très perceptibles lors des phases de mise en veille du moteur : un confort auditif pour les passagers, un confort physique par la suppression des vibrations moteur et un agrément de conduite, sans compter un gain de consommation de carburant.
Un moteur doit démarrer et fournir du couple le plus rapidement possible. En effet, pour « décoller » un véhicule en pente, le critère d'acceptabilité véhicule est de ne reculer que de 20 cm dans une pente à 10 %. Cette exigence se traduit par l'exigence d'obtenir un couple disponible sur l'arbre moteur de 80 N.m (Newton.mètre) au bout de 400 ms (millisecondes) après le « lâcher du frein ».
Le point de fonctionnement permettant à la boîte de vitesses mécanique pilotée (BVMP) de commencer le « décollage » (ou avance) effectif du véhicule est indiqué par le calculateur de contrôle moteur (CMM) à la boîte de vitesses mécanique pilotée (BVMP).
La BVMP est une boîte de vitesses à gestion électronique de l'embrayage et du passage des rapports. Elle permet un passage des rapports automatique ou séquentiel à l'initiative du conducteur. L'indication par le CMM à la BVMP est effectuée via le bus CAN sous la forme d'un « flag », appelé « Autorisation décollage BVMP ». Un flag est une variable dont on positionne la valeur à 0 ou 1 en fonction d'un événement ; on teste ensuite la valeur du « flag » pour savoir si l'événement marqué s'est produit ou non. Le bus CAN (Controller Area Network), est un protocole de communication en réseaux pour relier les équipements embarqués d'un véhicule automobile.
Un but de la présente invention est de fournir un procédé de dialogue du CMM avec la BVMP, pendant un redémarrage de type « Stop and Start » du véhicule, qui permette d'assurer un décollage rapide du véhicule avec un agrément optimal, et avec une robustesse et une répétabilité maximales aux différentes situations de conduite routière (démarrage sur du plat, en descente, en côte, démarrage à partir d'un régime nul ou non, etc.). Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé d'élaboration du flag d'autorisation de décollage, qui permette, grâce au dialogue avec la BVMP, un « décollage » du véhicule rapide et sans à- coups dans la chaîne de traction, et donc avec un agrément optimal pour le conducteur. Un autre but de la présente invention est de fournir un système de décollage d'un véhicule automobile avec un système « Stop and Start » associé à une BVMP et des moyens de commande du « décollage effectif » du véhicule transmis à ladite BVMP sous la forme d'une information élaborée selon le procédé de l'invention. Pour atteindre ces buts, selon l'invention, il est conçu un procédé de commande du décollage d'un véhicule automobile en mode « Stop and Start », après coupure de l'injection de carburant, qui comporte les étapes suivantes :
- vérification que la position de la pédale de l'accélérateur est supérieure à une position « seuil » prédéterminée,
- vérification que le moteur est en phase d'injection séquentielle,
- vérification que le gradient de régime moteur par rapport au temps à l'instant t est supérieur à une valeur de seuil prédéterminée, fonction du régime moteur, cette condition étant appelée « condition autonome », et si les trois conditions sont vérifiées par le CMM une « autorisation de décollage » est transmise à la BVMP.
Dans l'étape de vérification de la condition autonome, si celle-ci n'est pas vérifiée, le procédé comporte l'étape de commande de l'injection de carburant sur un intervalle de temps jusqu'à ce que ladite condition autonome soit vérifiée.
Le calcul et la vérification de ladite condition autonome relative à un instant t comporte les étapes suivantes :
- calcul du régime moteur à l'instant t, - calcul de la valeur du gradient de régime moteur par rapport au temps à l'instant t,
- et comparaison de la valeur dudit gradient de régime par rapport au temps avec une valeur de seuil de gradient de régime prédéterminée, fonction du régime moteur, la condition autonome étant vérifiée si la valeur du gradient de régime moteur par rapport au temps est supérieure à ladite valeur de seuil de gradient de régime prédéterminée, fonction du régime.
La comparaison de la valeur du gradient de régime par rapport au temps avec une valeur de seuil prédéterminée fonction du régime moteur est validée après écoulement d'une temporisation.
Ledit gradient de régime par rapport au temps est déterminé à partir du régime courant et du régime au pas de calcul (n-1), initialisé à zéro.
L'invention réalise également un système de commande de décollage d'un véhicule automobile, avec un CMM et une BVMP, qui comprend, de plus :
- des moyens de vérification que la position de la pédale de l'accélérateur par rapport à une position « seuil » prédéterminée est validée,
- des moyens de vérification qu'une valeur dite « condition autonome », calculée à partir du régime moteur et du gradient de régime moteur par rapport au temps et comparée à une valeur de seuil de gradient de régime prédéterminée, est validée,
- des moyens de vérification que le moteur est en phase d'injection séquentielle,
- lesdites vérifications étant réalisées par le CMM. - des moyens de transmission dudit CMM à la BVMP d'un signal de commande de décollage ou « autorisation de décollage » si lesdites vérifications sont validées.
Ledit signal de commande ou « autorisation de décollage » est un signal adressé par le calculateur de contrôle moteur du véhicule à la boîte de vitesses mécanique pilotée sous la forme d'un flag.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet de l'invention, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 est un graphe représentatif de l'évolution du régime moteur en fonction du temps,
- la figure 2 est un graphe représentatif du seuil de gradient de régime en fonction du régime moteur,
- la figure 3 illustre le fonctionnement attendu de l'invention dans le cas d'un démarrage ou d'un redémarrage à partir d'un régime moteur de valeur nulle,
- la figure 4 illustre le fonctionnement attendu de l'invention dans le cas d'un redémarrage avant que le régime moteur ait atteint la valeur zéro. L'indication d'autorisation de décollage se réalise lorsque les trois conditions suivantes sont satisfaites, cumulativement.
Première condition Cl : la « Condition autonome » est vraie. Deuxième condition C2 : « Alpha pédale » > Seuil SAiPha Troisième condition C3 : condition de sortie de la phase d'injection « full group intelligent ».
Si Cl, C2 et C3, conditions développées dans la suite du présent texte, sont réunies cumulativement, alors l'indication par le CMM à la BVMP est effectuée via le bus CAN sous la forme du « flag » déjà mentionné ou « Autorisation décollage BVMP ». Le graphe de la figure 1 représente l'évolution du régime moteur, à savoir la vitesse du vilebrequin exprimée en tours par minute, en fonction du temps. Après une première période, référencée a, qui est une phase sous machine électrique uniquement, le moteur monte en régime sur une période référencée b avec une première combustion représentée par le tronçon de forte pente C1. La courbe représentative du régime passe par un maximum et le régime s'établit de manière sensiblement constante sur la valeur de régime de ralenti R. Cette valeur peut être d'environ 750 tours par minute.
A représente l'autorisation de décollage à la BVMP.
La « condition autonome » est définie par un seuil ou « gabarit » ou « calibration » sur le gradient de régime moteur par rapport au temps en fonction du régime moteur.
Le seuil de gradient de régime Grad_N_dem est déterminé en fonction du régime courant par un graphe ou « calibration » de la forme représentée sur le dessin de la figure 2. Le régime courant est le régime moteur calculé à partir du temps passé pour effectuer le dernier demi-tour moteur. Cette calibration permet de s'assurer :
- que le moteur est autonome et n'a, par conséquent, plus besoin de l'organe de démarrage pour terminer le redémarrage,
- que la boîte de vitesses mécanique pilotée peut commencer à « coller » l'embrayage sans risque de calage,
- que le moteur commence à fournir du couple,
- que la montée en couple du moteur est progressive à partir de cet instant pour assurer un agrément optimum au conducteur.
La calibration optimale est déterminée à partir d'essais sur véhicule, tels que : décollage sur terrain plat, en descente, en montée avec mesures quantitatives des reculs en pente et estimation subjective de l'agrément de conduite.
Le seuil de gradient de régime est corrigé par un gain, fonction de la température d'eau TEAU, désigné K_Grad_N_dem (dilatation verticale). Le régime d'entrée N_dem est corrigé en fonction de la température d'eau par K_N_dem (dilatation horizontale).
La condition autonome est vraie si l'inégalité suivante est satisfaite: dN/dt> K_Grad_N_dem(TEAU) * Grad_N_dem(K_N_dem(TEAU) * N_courant) N_courant, utilisé est le régime moyen sur un demi tour moteur calculé par le calculateur de contrôle moteur CMM. Le gradient de régime par rapport au temps (dN/dt) est déterminé à partir du régime courant et du régime au pas de calcul (n-1) initialisé à zéro. Le gradient de régime est, comme le régime, recalculé à chaque demi-tour du moteur. A l'instant t = n, il est égal à la différence entre le régime à l'instant t = n et le régime à l'instant t = n-1 (qui correspond au demi-tour précédent) divisée par le temps passé pour faire le demi-tour moteur. Le gradient de régime est initialisé à zéro.
Cette condition est validée après écoulement d'une temporisation désignée « Tempo_cond_dem ».
On va maintenant appliquer la comparaison de l'indicateur ainsi formulé dN/dt avec le gabarit représenté en figure 2, dans le cas d'un démarrage ou d'un redémarrage à partir d'un régime moteur nul. Dans ce cas, représenté sur la figure 3, à la coupure du démarreur classique ou de l'alternateur, illustrée par le référence F sur le dessin de la figure 3, le fonctionnement attendu place l'indicateur au dessus du gabarit : la condition autonome est vérifiée.
Sur le dessin de la figure 4, est illustré le cas d'un redémarrage avant que le régime moteur se soit annulé. A partir de l'état initial moteur tournant (point 1), après demande d'arrêt de la fonction « Stop and Start » qui a pour fonction d'arrêter le moteur, il y a coupure de l'injection qui fait chuter le régime (point 2 ou 2'), puis une demande de redémarrage alors que le régime du moteur n'a pas eu le temps nécessaire pour s'annuler. Dès lors, deux situations peuvent se présenter selon que la condition autonome n'est pas satisfaite ou bien que la condition autonome est vérifiée.
Dans la première situation, représentée par le point 2 de la figure 4, la condition autonome n'est pas satisfaite, ce qui est traduit par la position du point 2 sous le gabarit. Dès lors, l'organe de démarrage doit être alimenté pour pouvoir valider la condition autonome ; laquelle alimentation, en termes de représentation graphique, fait repasser au dessus du gabarit, comme on peut le voir sur la figure 4 par le trajet en traits pleins.
Dans la seconde situation, représentée par le point 2' de la figure 4, la condition autonome est satisfaite, ce qui est traduit par la position du point 2' au dessus du gabarit ; l'organe de démarrage n'a pas besoin d'être alimenté ; dans ce cas le trajet en traits interrompus courts reste entièrement au dessus du gabarit.
La deuxième condition ou condition C2 s'exprime sous cette forme :
« Alpha pédale » > Seuil SAiPha « Alpha pédale » est représentatif de la position de la pédale de l'accélérateur voulue par le conducteur, tandis que Seuil SAiPha est une valeur de seuil, prédéterminée, constante, qui peut être calibrée.
La troisième condition ou condition C3 est réalisée par la sortie de la phase d'injection « full group intelligent ». La phase d'injection dite
« full group intelligent » est la phase qui correspond aux trois premières injections qui ont lieu simultanément dès le début de la rotation moteur (sur tous les cylindres, à l'exception de celui qui est en phase d'admission à l'arrêt moteur, pour lequel on risquerait d'injecter de l'essence qui serait directement envoyée à l'échappement). En sortie de cette phase, on passe en injection séquentielle phasée et la troisième condition est validée.
Les trois conditions Cl, C2 et C3, ainsi décrites, étant validées, alors l'indication par le CMM à la BVMP est effectuée via le bus CAN sous la forme du « flag » déjà mentionné ou « Autorisation décollage BVMP ».

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de commande de décollage d'un véhicule automobile par dialogue du calculateur de contrôle moteur avec la boîte de vitesses mécanique pilotée, pendant un redémarrage du véhicule en mode « Stop and Start », caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- vérification que la position de la pédale de l'accélérateur (Alpha pédale) est supérieure à une position « seuil » (Seuil SAiPha ) prédéterminée, - vérification que le moteur est en phase d'injection séquentielle,
- vérification que le gradient de régime moteur par rapport au temps (dN/dt) à l'instant t est supérieur à une valeur de seuil prédéterminée (Grad_N_dem), fonction du régime moteur, cette condition étant appelée « condition autonome », et si les trois conditions sont vérifiées une « autorisation de décollage » est transmise à la boîte de vitesses.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans l'étape de vérification de la condition autonome, si celle-ci n'est pas vérifiée, le procédé comporte l'étape de commande de l'injection de carburant sur un intervalle de temps jusqu'à ce que ladite condition autonome soit vérifiée.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la vérification de dite condition autonome à un instant t comporte les étapes suivantes : - calcul du régime moteur (N) à l'instant t,
- calcul de la valeur du gradient de régime moteur par rapport au temps (dN/dt) à l'instant t,
- et comparaison de la valeur dudit gradient de régime par rapport au temps avec une valeur de seuil de gradient de régime prédéterminée (Grad_N_dem), fonction du régime moteur, la condition autonome est vérifiée si la valeur du gradient de régime moteur par rapport au temps (dN/dt) est supérieure à ladite valeur de seuil de gradient de régime prédéterminée (Grad_N_dem), fonction du régime.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite valeur de seuil de gradient de régime prédéterminée (Grad_N_dem), fonction du régime, est obtenue selon la formule suivante :
K_Grad_N_dem(TEAU) * Grad_N_dem(K_N_dem(TEAU) * N_courant),
Dans laquelle :
Grad_N_dem est une valeur prédéterminée de seuil fonction du régime,
K_Grad_N_dem est un facteur de gain, qui est fonction de la température d'eau,
K_N_dem(TEAu) est un facteur de correction en fonction de la température d'eau
TEAu5 la température d'eau.
Et N_courant le régime moyen sur un demi tour de moteur calculé par le calculateur de contrôle moteur.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la comparaison de la valeur du gradient de régime par rapport au temps avec une valeur de seuil prédéterminée, fonction du régime, est validée après écoulement d'une temporisation (Tempo_cond_dem).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le gradient de régime par rapport au temps (dN/dt) est déterminé à partir du régime courant et du régime au pas de calcul (n-1) initialisé à zéro.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la position « seuil » de la pédale de l'accélérateur
(Seuil SAiPha ) est une valeur angulaire prédéterminée, qui peut être calibrée.
8. Système de commande de décollage d'un véhicule automobile par dialogue du calculateur de contrôle moteur avec la boîte de vitesses mécanique pilotée, pendant un redémarrage du véhicule en mode « Stop and Start », caractérisé en ce qu'il comprend, de plus :
- des moyens de vérification que la position de la pédale de l'accélérateur (Alpha pédale) par rapport à une position « seuil » (Seuil SAipha ) prédéterminée est validée (C2), - des moyens de vérification qu'une valeur dite « condition autonome », calculée à partir du régime moteur (N) et du gradient de régime moteur par rapport au temps (dN/dt), et comparée à une valeur de seuil de gradient de régime prédéterminée (Grad_N_dem), est validée (Cl), - des moyens de vérification que le moteur est en phase d'injection séquentielle (C3),
- lesdites vérifications (Cl, C2, C3) étant réalisées par le calculateur de contrôle moteur,
- des moyens de transmission dudit calculateur de contrôle moteur à ladite boîte de vitesses mécanique pilotée d'un signal de commande de décollage ou « autorisation de décollage » si lesdites vérifications sont validées (Cl, C2, C3).
9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite « autorisation de décollage » est un signal adressé par le calculateur de contrôle moteur du véhicule à la boîte de vitesse mécanique pilotée sous la forme d'un flag.
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