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FR3042002A1 - Procede de controle du fonctionnement d’un moteur thermique d’un vehicule - Google Patents

Procede de controle du fonctionnement d’un moteur thermique d’un vehicule Download PDF

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FR3042002A1
FR3042002A1 FR1559334A FR1559334A FR3042002A1 FR 3042002 A1 FR3042002 A1 FR 3042002A1 FR 1559334 A FR1559334 A FR 1559334A FR 1559334 A FR1559334 A FR 1559334A FR 3042002 A1 FR3042002 A1 FR 3042002A1
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Abstract

L'invention concerne un procédé de contrôle du fonctionnement d'un moteur thermique (MTH) d'un véhicule. L'invention est caractérisée en ce que le procédé applique une interdiction de l'action de figeage (IAF) pour augmenter ladite dépression, lorsque la quantité estimée de couple à prélever par le facteur ajustable (A1...An) lors du changement de rapport de vitesses est inférieure à la quantité de couple prélevé au moteur par ledit facteur ajustable au moment de l'initiation du changement de rapport de vitesses, la quantité estimée de couple à prélever par ledit facteur ajustable (A1...An) étant estimée par des moyens de mise en œuvre du procédé du véhicule. L'invention trouve son application dans le domaine de l'industrie automobile.

Description

"PROCEDE DE CONTROLE DU FONCTIONNEMENT D’UN MOTEUR THERMIQUE D’UN VEHICULE " [0001] L’invention concerne un procédé de contrôle du fonctionnement d’un moteur thermique d’un véhicule, une dépression dans ce moteur étant appliquée à une assistance du système de freinage hydraulique du véhicule, le procédé appliquant lors d’un changement de rapport de vitesses du véhicule une action de figeage, pour l’agrément de conduite, de la quantité de couple prélevé au moteur par un facteur ajustable en ajustant ce facteur ajustable.
[0002] L’invention vise également un véhicule comportant un moteur thermique et des moyens de mise en œuvre d’un tel procédé de contrôle du fonctionnement du moteur.
[0003] De manière à améliorer l’agrément de conduite d’un véhicule muni d’un moteur thermique lors du changement de rapport de vitesses, il est connu de figer les pertes dites accessoires. En d’autres termes, les calculateurs du véhicule, lors de ces changements de rapports de vitesses, maintiennent constante la quantité de couple prélevé au moteur par les accessoires du véhicule, ces accessoires étant la plupart du temps l’alternateur piloté, le système de climatisation, les accessoires électriques. Pour ce faire, la consommation en couple moteur est continuellement ajustée par les calculateurs du véhicule si une action de figeage est commandée par ces calculateurs.
[0004] Cependant, ce type de stratégie présente l’inconvénient de parfois engendrer trop de consommation de couple moteur par rapport au besoin réel des accessoires. La conséquence directe est un risque pour la sécurité : en effet le moteur thermique a également pour fonction, dans la plupart des véhicules, de générer le vide nécessaire pour l’assistance du système de freinage. Or, plus les accessoires prélèvent du couple au moteur, moins ce dernier est enclin à générer une dépression satisfaisante pour l’assistance du système de freinage.
[0005] Dans le document FR 1450061, il est connu un procédé d’optimisation du fonctionnement d’un moteur à essence pour obtenir une dépression suffisante de manière à donner un freinage sécuritaire. Pour permettre au moteur à essence de générer une dépression suffisante, le procédé prévoie soit de délester les accessoires consommant du couple moteur, soit d’augmenter le régime de ralenti du moteur, soit de recaler la position des arbres à cames afin qu’il n’y ait plus de croisement de soupapes, facilitant la génération de vide.
[0006] Cependant, aucune de ces stratégies n’est adaptée pour améliorer l’agrément de conduite lors du passage de rapport de vitesses.
[0007] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l’art antérieur.
[0008] Pour atteindre ce but et notamment obtenir une plus grande dépression dans le moteur appliquée à une assistance du système de freinage hydraulique du véhicule, le procédé de contrôle selon l’invention est caractérisé en ce qu’il applique une interdiction de l’action de figeage pour augmenter ladite dépression, lorsque la quantité estimée de couple à prélever par le facteur ajustable lors du changement de rapport de vitesses est inférieure à la quantité de couple prélevé au moteur par ledit facteur ajustable au moment de l’initiation du changement de rapport de vitesses, la quantité estimée de couple à prélever par ledit facteur ajustable étant estimée par des moyens de mise en œuvre du procédé du véhicule.
[0009] Selon une autre particularité, l’interdiction de l’action de figeage est appliquée lorsque la quantité estimée de couple à prélever au moteur par le facteur ajustable diminue pendant le changement de rapport de vitesses, et l’action de figeage est appliquée lorsque la quantité estimée de couple à prélever au moteur par le facteur ajustable augmente pendant le changement de rapport de vitesses.
[0010] Selon une autre particularité, l’interdiction de l’action de figeage est appliquée à partir d’une détection d’un seuil de vide critique dans un amplificateur de l’assistance du système de freinage.
[0011] Selon une autre particularité, l’action de figeage est appliquée dès l’initiation du changement de rapport de vitesses.
[0012] Selon une autre particularité, le facteur ajustable comporte au moins l’un des moyens parmi une machine tournante appliquant un couple de charge réglable sur le moteur, comme un alternateur ou un compresseur de climatisation.
[0013] Selon une autre particularité, l’action de figeage et l’estimation de la quantité de couple à prélever par les accessoires sont mises en œuvre par un calculateur moteur du véhicule, apte à communiquer avec le moteur thermique.
[0014] Selon une autre particularité, un contrôleur de communication du véhicule, apte à communiquer avec la boite de vitesses et à calculer un moment pour initier un changement de rapport de vitesses par ladite boite de vitesses, envoie une demande d’action de figeage au calculateur moteur lorsque la boite de vitesses lui envoie un signal relatif à l’initiation d’un changement de rapport de vitesses.
[0015] Selon une autre particularité, l’interdiction de l’action de figeage est envoyée par le calculateur moteur au contrôleur de communication du véhicule lors d’un changement de rapport de vitesses.
[0016] L’invention concerne également un véhicule automobile disposant d’un moteur thermique produisant une dépression appliquée à une assistance du système de freinage, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de mise en œuvre du procédé de contrôle du fonctionnement de ce moteur tel que défini précédemment.
[0017] Selon une autre particularité, la boite de vitesses du véhicule est une boite de vitesses manuelle, une boite de vitesses manuelle pilotée, une boite de vitesses automatique à convertisseur hydraulique, une boite de vitesses robotisée, une transmission à variation continue ou une transmission à double embrayage.
[0018] L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d’exemple illustrant un mode de réalisation de l’invention et dans lesquels : - La figure 1 représente un schéma du véhicule montrant notamment le lien entre le moteur thermique, la boite de vitesses, le système de freinage et les accessoires ; - La figure 2 représente trois graphiques montrant en fonction du temps la mise en œuvre d’une action de figeage en réponse à un changement de rapport de vitesses ; - La figure 3 représente quatre graphiques montrant en fonction du temps la mise en œuvre d’une interdiction de l’action de figeage lorsque la quantité estimée de couple à prélever par au moins un facteur ajustable lors du changement de rapport de vitesses est inférieure à la quantité de couple prélevé au moteur par ledit facteur ajustable au moment de l’initiation du changement de rapport de vitesses ; - La figure 4 représente un schéma montrant les éléments du véhicule impliqués dans la mise en œuvre du procédé selon l’invention.
[0019] On décrit ci-après l’invention en se référant aux figures 1 à 4, appliquée à un véhicule automobile.
[0020] Sur la figure 1 est représenté un schéma d’un véhicule automobile, montrant les deux trains T1, T2 de roues avant et arrière, le moteur thermique MTH, par exemple un moteur à essence, la boite de vitesses BV, ainsi que deux accessoires A1, A2 chacun relié à l’axe-moteur par un système de courroies CO, ces deux accessoires étant ainsi aptes à prélever une portion du couple au moteur MTH pour leur fonctionnement respectif.
[0021] Par exemple et de manière non limitative, un accessoire A1, A2 peut être un compresseur de climatisation, un alternateur, ou une machine électrique.
[0022] La courbe continue 1 du deuxième graphique de la figure 2 illustre la variation, en fonction du temps, de la quantité estimée de couple à prélever au moteur MTH par les accessoires A1, A2...An. Cette quantité estimée de couple à prélever est estimée par des moyens de mise en œuvre du procédé du véhicule, et est directement liée au régime moteur du véhicule.
[0023] Ainsi, cette quantité estimée de couple à prélever au moteur MTH par les accessoires A1 à An au cours du temps, et illustrée par les courbes pleines du deuxième graphique des figures 2 et 3, est connue à chaque instant. Il apparaît clairement que cette quantité est très variable en fonction du temps, car dépendante du nombre d’accessoires susceptible de fonctionner ou de s’arrêter. En d’autres termes le couple prélevé au moteur par les accessoires varie constamment, ce qui peut entraîner un problème dans l’agrément de conduite, particulièrement lors du passage d’un rapport de vitesses par la boite de vitesses BV : en effet, la mise en route ou l’arrêt d’un ou plusieurs accessoires pendant les changements de rapports provoque des variations dans la quantité de couple moteur disponible. Le conducteur peut en ressentir les effets : tangage du véhicule, impression de perte de puissance ou au contraire brusque accélération sont autant de phénomènes qui nuisent à l’agrément de conduite, c’est-à-dire au comportement du véhicule tel que ressenti par le conducteur.
[0024] De manière connue en soit, les moyens de mise en œuvre comprennent un contrôleur de communication TCU et un calculateur moteur CMM. c’est le contrôleur de communication TCU compris dans le véhicule qui demande au calculateur moteur CMM du véhicule qu’un changement de rapport de vitesses CdR soit initié par la boite de vitesses BV lorsque nécessaire. Ce calculateur moteur CMM, bien connu de l’homme du métier, permet notamment d’ajuster l’injection de carburant pour une consommation optimale de carburant, ou encore d’estimer la quantité de couple à prélever au moteur par les accessoires.
[0025] Le calculateur moteur CMM commande alors à la boite de vitesses BV d’initier le changement de rapport de vitesses, notamment lorsque le régime moteur nécessite un tel changement. Comme on le voit sur la figure 4, le contrôleur de communication TCU communique avec la boite de vitesses BV. Cette dernière envoie au contrôleur TCU le signal relatif à l’initiation et à la fin d’un changement de rapport de vitesses CdR.
[0026] Pour pallier ce problème d’agrément de conduite lors du changement de rapport de vitesses, une solution bien connue de l’homme du métier consiste en la génération d’une action de figeage AF de la quantité de couple prélevée au moteur MTH par les accessoires A1 à An, lors des changements de rapports de vitesses. Parce qu’il est possible de contrôler la quantité de couple prélevé par au moins un accessoires A1 à An, ces accessoires sont également appelés des facteurs ajustables.
[0027] Lorsque le signal d’initiation de changement de rapport de vitesses est envoyé par la boite de vitesses BV au contrôleur de communication CMM du véhicule, une demande d’action de figeage AF est demandée par le contrôleur de communication TCU et transmise par ce dernier au calculateur moteur CMM. Le calculateur moteur CMM applique alors cette action de figeage AF pour contrôler le ou les calculateurs G pilotant les accessoires A1 à An, de sorte que le prélèvement du couple au moteur par les accessoires A1 à An soit constant pendant la durée du changement de rapport de vitesses CdR. Comme on le voit sur les premier et troisième graphiques de la figure 2, l’action de figeage AF est active tant que le changement de rapport de vitesses par la boite de vitesses BV est en cours. Le tangage du véhicule, pendant les changements de vitesses, ou toute autre sensation liée à une perte de puissance ou au contraire à une accélération brusque, sont donc atténués.
[0028] Cependant, bien que résolvant le problème d’agrément de la conduite décrit ci-dessus, cette action de figeage AF entraîne une consommation de couple non optimale.
On voit bien sur les courbes 1, 2 du deuxième graphique de la figure 2 que l’action de figeage AF induit par moment un plus grand prélèvement de couple par les accessoires A1 à An que le prélèvement de couple estimé par le calculateur moteur CMM.
[0029] Or, dans certaines conditions, il est nécessaire de disposer du maximum de couple disponible pour permettre au moteur MTH de générer suffisamment de vide pour assurer un freinage sécuritaire.
[0030] Comme représenté sur la figure 1, le véhicule comprend également un système de freinage. Ce système de freinage, relié à la pédale de frein P, comprend une assistance à dépression M comprenant un amplificateur disposant d’un boîtier étanche, appelé aussi « Mastervac » et comportant une membrane soumise à une dépression fournissant un effort d’assistance qui s’ajoute à celui appliqué par le conducteur.
[0031] L’amplificateur est interposé entre la pédale de frein P et le maître-cylindre hydraulique qui permet le freinage via un circuit hydraulique CH, et reçoit une dépression D provenant du moteur MTH par une canalisation connectée sur le conduit d’admission en aval d’un papillon d’ouverture des gaz d’admission. L’intensité de la dépression fournit par le moteur MTH dépend directement de l’ouverture du papillon et de la vitesse de rotation du moteur MTH, comme cela est bien connu de l’homme du métier.
[0032] L’homme du métier est parfaitement avisé que, lorsque la dépression D utilisée par le « Mastervac >> M provient du moteur MTH, moins les accessoires A1 à An sont susceptibles de prélever du couple au moteur, plus le moteur MTH est à même de générer un vide suffisant pour garantir un freinage sécuritaire.
[0033] Ainsi, pour maintenir un agrément de conduite satisfaisant lors du changement de rapport de vitesses tout en garantissant un niveau de dépression D suffisant pour assurer un freinage sécuritaire, une interdiction de l’action de figeage IAF est appliquée par le calculateur moteur CMM dans certaines conditions.
[0034] Comme représenté sur les graphiques de la figure 3 et sur la figure 4, lorsque le changement de rapport de vitesses est initié au temps t0, une action de figeage AF est commandée par le contrôleur de communication CTU du véhicule et appliquée par le calculateur moteur CMM. Dans le même temps, le calculateur moteur CMM enregistre en mémoire la valeur de la quantité de couple prélevée par les accessoires au moment de l’initiation du changement de rapport de vitesses.
[0035] Si la quantité estimée de couple à prélever au moteur MTH par les accessoires A1 à An, à un instant donné pendant le changement de rapport, est inférieure à la quantité de couple prélevée au moment de l’initiation du changement de rapport de vitesses CdR, alors le calculateur moteur CMM envoie un signal au contrôleur de communication TCU pour demander une interdiction de l’action de figeage IAF. Le contrôleur de communication TCU commande alors au calculateur moteur CMM de ne pas appliquer l’action de figeage AF de manière à économiser du couple moteur pour permettre la génération d’une dépression plus importante, et assurer un freinage sécuritaire. Cette situation est illustrée par les courbes 1 et 3 du deuxième graphique de la figure 3, entre les temps t0 et ti.
[0036] De la même manière, lorsque la quantité estimée de couple à prélever au moteur MTH par les accessoires diminue lors du changement de rapport de vitesses, alors le calculateur moteur CMM envoie un signal au contrôleur de communication TCU pour demander une interdiction de l’action de figeage IAF. Cette situation est illustrée par les courbes 1 et 3 du deuxième graphique de la figure 3, entre les temps U et t2.
[0037] En revanche lorsque la quantité estimée de couple à prélever au moteur (MTH) par le facteur ajustable A1 à An augmente pendant le changement de rapport de vitesses, l’action de figeage AF est appliquée. Cette situation est illustrée par les courbes 1 et 3 du deuxième graphique de la figure 3, entre les temps t2 et tf.
[0038] Il est possible d’appliquer ce procédé d’optimisation selon l’invention à tout moment. De manière alternative, il est possible d’appliquer ce procédé uniquement lorsqu’un seuil de vide critique, mesuré par un capteur de pression installé dans l’amplificateur du « Mastervac » M, est atteint.
[0039] Ainsi, le procédé selon l’invention permet à la fois d’assurer un certain agrément de conduite lors du changement de rapport de vitesses, tout en assurant une génération suffisante de vide par le moteur utilisable par l’assistance du système de freinage.
[0040] Ce procédé de contrôle selon l’invention est bien sûr compatible avec les procédés d’optimisation de l’art antérieur permettant d’obtenir une plus grande dépression par le moteur pour assurer un freinage sécurisé (notamment délester les accessoires A1 à An consommant du couple, et/ou augmenter le régime de ralenti du moteur MTH, et/ou de recaler la position des arbres à cames afin qu’il n’y ait plus de croisement de soupapes).
[0041] La configuration telle que décrite n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et représentés sur les figures. Elle n’a été donnée qu’à titre d’exemple non limitatif. De multiples modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l’invention. En particulier, le véhicule n’est nullement limité à deux accessoires A1, A2. Davantage peuvent être prévus, ou moins le cas échéant. On pourrait également prévoir n’importe quel type de boite de vitesses BV dans le véhicule, manuelle ou automatique. Dans le cas où la boite de vitesses est manuelle, il faut prévoir un élément de détection de changement de rapport CdR dans la boite de vitesses, apte à communiquer avec le contrôleur de communication TCU du véhicule. On pourrait également imaginer que n’importe quel autre calculateur du véhicule, apte à communiquer avec la boite de vitesses BV et les différents accessoires A1 à An et capteurs du véhicule, puisse mettre en oeuvre le procédé de l’invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de contrôle du fonctionnement d’un moteur thermique (MTH) d’un véhicule, une dépression dans ce moteur (MTH) étant appliquée à une assistance (M) du système de freinage hydraulique du véhicule, le procédé appliquant lors d’un changement de rapport de vitesses du véhicule une action de figeage (AF), pour l’agrément de conduite, de la quantité de couple prélevé au moteur par un facteur ajustable (A1, A2...An) en ajustant ce facteur ajustable, caractérisé en ce que le procédé applique une interdiction de l’action de figeage (IAF) pour augmenter ladite dépression, lorsque la quantité estimée de couple à prélever par le facteur ajustable (A1, A2...An) lors du changement de rapport de vitesses est inférieure à la quantité de couple prélevé au moteur par ledit facteur ajustable au moment de l’initiation du changement de rapport de vitesses, la quantité estimée de couple à prélever par ledit facteur ajustable (A1, A2...An) étant estimée par des moyens de mise en œuvre du procédé du véhicule.
  2. 2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’interdiction de l’action de figeage (IAF) est appliquée lorsque la quantité estimée de couple à prélever au moteur (MTH) par le facteur ajustable (A1, A2...An) diminue pendant le changement de rapport de vitesses, et l’action de figeage est appliquée lorsque la quantité estimée de couple à prélever au moteur (MTH) par le facteur ajustable (A1, A2...An) augmente pendant le changement de rapport de vitesses.
  3. 3. Procédé de contrôle selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’interdiction de l’action de figeage (IAF) est appliquée à partir d’une détection d’un seuil de vide critique dans un amplificateur de l’assistance (M) du système de freinage.
  4. 4. Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’action de figeage est appliquée dès l’initiation du changement de rapport de vitesses.
  5. 5. Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le facteur ajustable (A1, A2...An) comporte au moins une machine tournante appliquant un couple de charge réglable sur le moteur, comme un alternateur ou un compresseur de climatisation.
  6. 6. Procédé de contrôle selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’action de figeage (AF) et l’estimation de la quantité de couple à prélever par les accessoires sont mises en œuvre par un calculateur moteur (CMM) du véhicule, apte à communiquer avec le moteur thermique (MTH).
  7. 7. Procédé de contrôle selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’un contrôleur de communication (TCU) du véhicule, apte à communiquer avec la boite de vitesses (BV) et à calculer un moment pour initier un changement de rapport de vitesses par ladite boite de vitesses, envoie une demande d’action de figeage (AF) au calculateur moteur (CMM) lorsque la boite de vitesses lui envoie un signal relatif à l’initiation d’un changement de rapport de vitesses.
  8. 8. Procédé de contrôle selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’interdiction de l’action de figeage (IAF) est envoyée par le calculateur moteur (CMM) au contrôleur de communication (TCU) du véhicule lors d’un changement de rapport de vitesses.
  9. 9. Véhicule automobile disposant d’un moteur thermique (MTH) produisant une dépression appliquée à une assistance (M) du système de freinage, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de mise en œuvre du procédé de contrôle du fonctionnement de ce moteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. 10. Véhicule automobile selon la revendication 9, caractérisé en ce que la boite de vitesses (BV) du véhicule est une boite de vitesses manuelle, une boite de vitesses manuelle pilotée, une boite de vitesses automatique à convertisseur hydraulique, une boite de vitesses robotisée, une transmission à variation continue ou une transmission à double embrayage.
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