TITRE : PROCÉDÉ D'INHIBITION DE FONCTIONS DE CONTRÔLE DE COUPLE D'UN MOTEUR THERMIQUE EN FONCTION D'UNE ACTIVITÉ D'UN RÉGULATEUR DE RÉGIME DE RALENTI

[0001] La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2208618 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'inhibition de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique en fonction d'une activité d'un régulateur de régime de ralenti. 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, il a été observé que la stratégie peut être appliquée à tort lors d’un changement de rapport descendant alors que le moteur est dans une phase de coupure d'injection de carburant. Or, l'ajout de couple engendre une réinjection de carburant et a pour effet d'augmenter la consommation de carburant ainsi que les émissions de particules polluantes du moteur thermique tout en détériorant l'agrément de conduite. Par ailleurs, l'activation à tort d'une fonction de limitation de couple pourrait créer une chute de couple pendant le changement de rapport de vitesse descendant.

[0009] Certains modèles de véhicules sont dépourvus de capteur de grille permettant de détecter le rapport engagé et donc un changement de rapport descendant. Sur ce type de véhicule, il existe donc le besoin de détecter un changement de rapport descendant afin de pouvoir inhiber la fonction d'ajout de couple ou de limitation de couple du volant d'inertie dans cette situation de vie.

[0010] L'invention vise à combler efficacement ce besoin 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, un rapport de vitesse initial étant engagé, ledit procédé comprenant :

- une étape de placement du disque d’embrayage dans une position de retrait par rapport au volant d’inertie,

- une étape de changement de rapport de vitesse de la boîte de vitesses,

- une étape de déplacement 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 par anticipation d'une situation de vie au cours de laquelle un changement de rapport descendant est probable en observant une activation d'un régulateur de régime de ralenti, et

- dans le cas où le régulateur de régime de ralenti est actif, une étape d'inhibition, pendant la phase de glissement du disque d'embrayage, d'une fonction d'ajout de couple ou une fonction de limitation de couple du volant d'inertie par rapport à un couple du volant d'inertie demandé par le conducteur.

[0011] L'invention permet ainsi, en détectant par anticipation un changement de rapport descendant, d'améliorer l’agrément de conduite en évitant les à-coups susceptibles d'être engendrés par l'activation intempestive de la fonction d'ajout ou de limitation de couple du volant d'inertie. L'invention permet en outre d'éviter une dégradation de la consommation de carburant lors d'un changement de rapport de vitesse descendant tout en limitant les émissions de particules polluantes du moteur thermique.

[0012] Selon une mise en œuvre de l'invention, le régulateur de régime de ralenti est actif lorsque des conditions de régime et/ou de couple du moteur thermique sont remplies. [0013] Selon une mise en œuvre de l'invention, la fonction d'ajout de couple ou la fonction de limitation de couple du volant d'inertie est inhibée lorsqu'une demande de couple moteur par le régulateur de régime de ralenti est supérieure à d'autres demandes de couple moteur.

[0014] Selon une mise en œuvre de l'invention, les autres demandes de couple moteur sont effectuées par des fonctions d'aide à la conduite ou par le conducteur par un appui sur une pédale d'accélération du véhicule automobile.

[0015] 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 par anticipation une situation de vie au cours de laquelle un changement de rapport descendant est probable en observant une activation d'un régulateur de régime de ralenti et, dans le cas où le régulateur de régime de ralenti est actif, pour inhiber pendant la phase de glissement du disque d'embrayage une fonction d'ajout de couple ou une fonction de limitation de couple du volant d'inertie par rapport à un couple du volant d'inertie demandé par le conducteur.

[0016] Selon une réalisation de l'invention, le calculateur est configuré pour activer le régulateur de régime de ralenti lorsque des conditions de régime et/ou de couple du moteur thermique sont remplies.

[0017] Selon une réalisation de l'invention, le calculateur est configuré pour inhiber la fonction d'ajout de couple ou la fonction de limitation de couple du volant d'inertie lorsqu'une demande de couple moteur par le régulateur de régime de ralenti est supérieure à d'autres demandes de couple moteur.

[0018] Selon une réalisation de l'invention, les autres demandes de couple moteur sont aptes à être effectuées par des fonctions d'aide à la conduite ou par le conducteur par un appui sur une pédale d'accélération du véhicule automobile.

[0019] L'invention concerne en outre un véhicule automobile comportant un calculateur tel que précédemment défini. [0020] Selon une réalisation de l'invention, le véhicule comporte une boîte de vitesses manuelle.

[0021] Selon une réalisation de l'invention, la boîte de vitesses manuelle est dépourvue de capteur de grille permettant de détecter un rapport de vitesse engagé.

[0022] 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.

[0023] [Fig. 1] La figure 1 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 en fonction d'une activité d'un régulateur de régime de ralenti ;

[0024] [Fig. 2] La figure 2 est un diagramme des étapes du procédé selon l'invention d'inhibition de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique en fonction d'une activité d'un régulateur de régime de ralenti.

[0025] La figure 1 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. 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.

[0026] 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.

[0027] 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). [0028] 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 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).

[0029] 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.

[0030] 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 après un changement de rapport de vitesse.

[0031] 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.

[0032] Le calculateur 60 est apte à mettre en œuvre le procédé selon l'invention d'inhibition de fonctions de contrôle de couple d'un moteur thermique en fonction d'une activité d'un régulateur de régime de ralenti. Ce procédé est décrit ci-après en référence avec la figure 2. [0033] 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, ce qui a pour effet de placer le disque d’embrayage 310 dans une position de retrait par rapport au volant d’inertie 120.

[0034] 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. Le changement de rapport de vitesse pourra être un changement de rapport de vitesse descendant, c’est-à-dire que le rapport de vitesse cible est inférieur au rapport de vitesse initial, ou un changement de rapport de vitesse montant, c’est-à-dire que le rapport de vitesse cible est supérieur au rapport de vitesse initial.

[0035] Dans une étape E3, le conducteur relâche progressivement la pédale d’embrayage 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 d'atteindre la position d’engagement sur le volant d’inertie 120.

[0036] Dans une étape E4, le calculateur 60 détecte par anticipation une situation de vie au cours de laquelle un changement de rapport descendant est probable en observant une activation d'un régulateur 61 de régime de ralenti.

[0037] Dans le cas où le régulateur 61 de régime de ralenti est actif, le calculateur 60 inhibe, dans une étape E5, pendant la phase de glissement du disque d'embrayage 310 une fonction d'ajout de couple ou une fonction de limitation de couple 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 correspond à une volonté d'accélération de la part du conducteur déterminée à partir d'un enfoncement de la pédale d'accélération. Autrement dit, lorsque le calculateur 60 détecte que le régulateur 61 de régime de ralenti est actif, 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. [0038] Le régulateur 61 de régime de ralenti est actif lorsque des conditions de régime et/ou de couple du moteur thermique 10 sont remplies. Ces conditions de régime sont basées notamment sur des seuils de régime minimum. Par exemple, le régulateur 61 de régime de ralenti s'active lorsque le régime du moteur thermique 10 atteint un écart de régime prédéterminé, par exemple 200tr/min, par rapport à un régime de consigne de ralenti. Les conditions de régime peuvent également être basées sur des seuils de dérivées du régime du moteur thermique 10. Par exemple, dans le cas où le moteur thermique 10 décélère rapidement, c’est-à-dire que la dérivée négative du régime du moteur thermique est inférieure à un seuil, le régulateur 61 de régime de ralenti est activé.

[0039] Les conditions de couple sont basées sur le calcul d'un couple prenant en compte le gradient de régime moteur, l’inertie moteur et véhicule ainsi que les frottements (estimés) du moteur thermique 10. Si ce couple calculé dépasse un seuil calibrable, le régulateur 61 de régime de ralenti est activé.

[0040] Les conditions d'activation du régulateur 61 de régime de ralenti sont connues de l'homme du métier et peuvent varier en fonction du moteur thermique 10 en adaptant les calibrations.

[0041] La fonction d'ajout de couple ou la fonction de limitation de couple est inhibée lorsqu'une demande de couple moteur par le régulateur 61 de régime de ralenti est supérieure à d'autres demandes de couple moteur. Autrement dit, le couple demandé par le régulateur 61 de régime de ralenti est le couple maître par rapport aux autres couples.

[0042] Les autres demandes de couple moteur sont effectuées par des fonctions d'aide à la conduite ou par le conducteur par un appui sur une pédale d'accélération du véhicule automobile.