TITRE : PROCÉDÉ D'ACTIVATION DE FONCTIONS DE CONTRÔLE DE COUPLE D'UN MOTEUR THERMIQUE SUIVANT UNE PLAGE D'OUVERTURE D'UN DISPOSITIF D'EMBRAYAGE

[0001] La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2208622 déposée le 29.08.2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

[0002] La présente invention porte sur un procédé d'activation de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique suivant une plage d'ouverture d'un dispositif d'embrayage. 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.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] 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.

[0007] 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.

[0008] Toutefois, lorsque l’activation de la fonction d'ajout de couple du volant d'inertie se produit lors d'une phase d’ouverture de l’embrayage bien qu’il soit glissant, il a été observé un pic de régime et/ou de couple moteur qui sera ressenti par le conducteur. Par ailleurs, une activation à tort de la fonction de limitation de couple du volant d'inertie pourrait créer une chute de couple lors du changement de rapport de vitesse.

[0009] 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,

- ledit procédé comportant en outre :

- une étape de détection d'une plage d'ouverture prédéterminée du dispositif d'embrayage, et

- une étape d'activation, pendant la phase de glissement, d'une fonction d'ajout ou de limitation de couple au volant d'inertie par rapport à un couple du volant d'inertie souhaité par le conducteur uniquement lorsque le dispositif d'embrayage est ouvert sur la plage d'ouverture prédéterminée.

[0010] L'invention permet ainsi d'améliorer l’agrément de conduite en imposant une activation de la fonction d'ajout ou de limitation de couple du volant d'inertie lors d'une phase de ré-embrayage dans laquelle le dispositif d'embrayage se situe dans la plage d'ouverture prédéterminée. Autrement dit, l'invention permet d'exclure l'activation de la fonction d'ajout ou de limitation de couple du volant d'inertie en dehors de cette plage d'ouverture dans des zones de trop grande ouverture ou de quasi-fermeture du dispositif d'embrayage susceptibles d'entraîner des désagréments de conduite.

[0011] Selon une mise en œuvre de l'invention, la plage d'ouverture prédéterminée est détectée lorsqu'un niveau d'enfoncement de la pédale d'embrayage est compris entre un premier seuil d'enfoncement et un deuxième seuil d'enfoncement.

[0012] Selon une mise en œuvre de l'invention, le deuxième seuil d'enfoncement est strictement supérieur au premier seuil d'enfoncement. [0013] Selon une mise en œuvre de l'invention, le premier seuil d'enfoncement et le deuxième seuil d'enfoncement sont calibrables.

[0014] Selon une mise en œuvre de l'invention, le premier seuil d'enfoncement est compris entre 30% et 40% d'un niveau d'enfoncement de la pédale d'embrayage et le deuxième seuil d'enfoncement est compris entre 90% et 99% d'un niveau enfoncement de la pédale d'embrayage.

[0015] Selon une mise en œuvre de l'invention, le premier seuil d'enfoncement et le deuxième seuil d'enfoncement dépendent d'au moins un paramètre choisi parmi: une température du dispositif d'embrayage, un rapport de vitesse précédemment engagé avant le changement de rapport de vitesse, une vitesse du véhicule automobile.

[0016] Selon une mise en œuvre de l'invention, le premier seuil d'enfoncement (S1 ) et le deuxième seuil d'enfoncement sont soumis à une hystérésis.

[0017] 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 détecter une plage d'ouverture prédéterminée du dispositif d'embrayage, et pour activer 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 lors d'une phase de glissement uniquement lorsque le dispositif d'embrayage est ouvert sur la plage d'ouverture prédéterminée.

[0018] Selon une réalisation de l'invention, le calculateur est configuré pour détecter la plage d'ouverture prédéterminée lorsqu'un niveau d'enfoncement de la pédale d'embrayage est compris entre un premier seuil d'enfoncement et un deuxième seuil d'enfoncement.

[0019] L'invention concerne en outre un véhicule automobile comportant un calculateur tel que précédemment défini. [0020] 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.

[0021] [Fig. 1] La figure 1 est une représentation schématique d'un véhicule automobile mettant en œuvre le procédé selon l'invention d'activation de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique suivant une plage d'ouverture d'un dispositif d'embrayage ;

[0022] [Fig. 2] La figure 2 est un diagramme des étapes du procédé selon l'invention d'activation de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique suivant une plage d'ouverture d'un dispositif d'embrayage ;

[0023] [Fig. 3] La figure 3 est une représentation graphique en fonction du temps illustrant l'activation d'une fonction d'ajout ou de limitation de couple du volant d'inertie en fonction d'un niveau d'enfoncement de la pédale d'embrayage.

[0024] La figure 1 montre un véhicule 1 à moteur 10 thermique et à boîte de vitesses 20 manuelle. 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.

[0025] Le moteur 10 comprend un bloc moteur 100 comportant une pluralité de cylindres dans chacun desquels est brûlé 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.

[0026] 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).

[0027] 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 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 31 (le dispositif d'embrayage 30 est alors à l'état ouvert).

[0028] 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.

[0029] 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, au cours d'une phase de ré-embrayage, la pédale d’embrayage 31 après un changement de rapport de vitesse.

[0030] 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 10 lors d'un changement de rapport de vitesse. Le calculateur 60 est apte à mettre en œuvre le procédé selon l'invention d'activation de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique suivant une plage d'ouverture du dispositif d'embrayage 30. Le procédé est décrit ci-après en référence avec la figure 2.

[0031] Tout d’abord, dans une étape E1 , lorsque le conducteur souhaite réaliser un passage montant 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.

[0032] Le conducteur effectue, à l'aide du levier de vitesse, 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 supérieur au rapport de vitesse initial.

[0033] 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, avant que le disque d'embrayage 310 atteigne la position d’engagement sur le volant d’inertie 120.

[0034] Dans une étape E4, le calculateur 60 détecte une plage d'ouverture Pemb prédéterminée du dispositif d'embrayage 30.

[0035] Dans une étape E5, le calculateur 60 active, pendant la phase de glissement, une fonction d'ajout ou de limitation de couple du volant d'inertie uniquement lorsque le dispositif d'embrayage 30 est ouvert sur la plage d'ouverture Pemb prédéterminée.

[0036] La fonction d'ajout ou de limitation de couple consiste respectivement à augmenter ou diminuer le 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 déterminée à partir d'un 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.

[0037] La plage d'ouverture Pemb prédéterminée est détectée lorsqu'un niveau d'enfoncement Ne de la pédale d'embrayage 31 est compris entre un premier seuil d'enfoncement S1 et un deuxième seuil d'enfoncement S2. Le deuxième seuil S2 est strictement supérieur au premier seuil S1 .

[0038] Le premier seuil S1 et le deuxième seuil S2 sont exclusivement compris entre 0% et 100%. 0% de niveau d'enfoncement Ne correspond à aucun appui sur la pédale d'embrayage 31 , c’est-à-dire que le disque d'embrayage 310 est dans la position d'engagement et donc le dispositif d'embrayage 30 est à l'état fermé. 100% de niveau d'enfoncement correspond à un enfoncement total de la pédale d'embrayage 31 jusqu'à la butée de fin de course, c’est-à-dire que le disque d'embrayage 310 est dans la position de retrait et donc le dispositif d'embrayage 30 est à l'état ouvert.

[0039] Avantageusement, le premier seuil d'enfoncement S1 et le deuxième seuil d'enfoncement S2 sont calibrables. Le premier seuil d'enfoncement S1 est de préférence compris entre 30% et 40% d'un niveau d'enfoncement Ne de la pédale d'embrayage 31 et le deuxième seuil d'enfoncement S2 est de préférence compris entre 90% et 99% d'un niveau enfoncement de la pédale d'embrayage 31 .

[0040] La figure 3 met en évidence que la fonction F d'ajout ou de limitation de couple du volant d'inertie 120 est :

- désactivée (état 0) entre les instants t1 et t2 car le niveau d'enfoncement Ne de la pédale d'embrayage 31 est inférieur au seuil S1 ,

- activée (état 1 ) entre les instants t2 et t3 car le niveau d'enfoncement Ne de la pédale d'embrayage 31 est compris entre les seuils S1 et S2,

- désactivée entre les instants t3 et t4 car le niveau d'enfoncement Ne de la pédale d'embrayage 31 est supérieur au seuil S2,

- activée entre les instants t4 et t5 car le niveau d'enfoncement Ne de la pédale d'embrayage 31 est compris entre les seuils S1 et S2, et

- désactivée entre les instants t5 et t6 car le niveau d'enfoncement Ne de la pédale d'embrayage 31 est inférieur au seuil S1 .

[0041] Autrement dit, la stratégie permet d'inhiber l'activation de la fonction d'ajout ou de limitation de couple en cas de détection d'une trop grande ouverture du dispositif d'embrayage 30 (l'enfoncement de la pédale d'embrayage 31 est supérieur au seuil S2) ou en cas de fermeture du dispositif d'embrayage 30 (l'enfoncement de la pédale d'embrayage 31 est inférieur au seuil S1 ).

[0042] Le premier seuil d'enfoncement S1 et le deuxième seuil d'enfoncement S2 pourront dépendre d'au moins un paramètre choisi parmi : une température du dispositif d'embrayage 30, un rapport de vitesse précédemment engagé avant le changement de rapport de vitesse, une vitesse du véhicule automobile.

[0043] Afin d'éviter les activations et les désactivations intempestives de la fonction d'ajout ou de limitation de couple du volant d'inertie 120, le premier seuil d'enfoncement S1 et le deuxième seuil d'enfoncement S2 sont soumis à une hystérésis.

[0044] En sortie de cette stratégie, une valeur booléenne est envoyée aux fonctions d'ajout ou de limitation de couple. Ces fonctions seront activées ou non en fonction de la valeur de la sortie booléenne.