Brevet FR2632905A1 — publié le 19891222

L'invention a pour objet un procédé destiné à empêcher les battements d'inversion de charge lors des changements brusques de la position de la pédale d'accélérateur sur des véhicules, en particulier sur des voitures de tourisme, qui sont équipés drun moteur ê combustion interne, d'une boîte de vitesses ainsi que d'un embrayage, disposé entre le moteur à combustion-interne et la boite de vitesses, et ajustable au niveau du couple transmissible. En cas de changements rapides des conditions de charge des moteurs d'automobiles, il peut y avoir des réactions appelées battements d'inversion de charge, qui entravent sensiblement le confort d'un véhicule. De tels battements d'inversion de charge se produisent en particulier lors des accélérations à pleine charge des moteurs à combustion interne, depuis une situation de marche en poussée et, dans une moindre mesure, lorsque la pédale d'accélérateur est relâchée depuis une position d'accelera- tion à pleine charge ou depuis une position voisine. Les battements d'inversion de charge résultent du passage abrupt par la ligne zéro de la courbe du couple fourni par le moteur à combustion interne, et provoquent des vibrations d'amplitude relativement grande dans la ligne flexible de transmission.Les couples de-réaction agissant sur les supports de la ligne de transmission engendrent alors les battements d'inversion de charge que les passagers ressentent nettement. Le but de l'invention consiste à proposer un procédé permettant d'empêcher de tels battements d'inversion de charge. résultant, d'une part, d'un déplacement de la pédale d'accélérateur depuis une position de marche en poussée vers une position de marche en. traction, en particulier d'une accélération à pleins gaz. ou à pleine charge du moteur à combustion interne, à partir d'une position zéro de a pédale d'accélérateur, et, d'autre part, d'un mouvement de la pédale d'accélérateur depuis une position de marche en traction vers une position de marche en poussée. Ce but est atteint grâce au fait que, lors d'un changement de la position de la pédale d'accélérateur, depuis une position de marche en poussée vers une position de marche en traction, l'embrayage est commandé automatiquement, à partir d'une position d'engagement correspondant à la position de marche en poussée de la pédale d'accelérateur, permettant de conserver un glissement predéterminé entre le régime de rotation du moteur à combustion interne et celui de l'entrée de la boite de vitesses, dans le sens d'un rembrayage assurant la transmission d'un couple croissant progressivement, et grâce au fait que, lors d'un changement de position de la pédale d'accélérateur depuis une position de marche en traction vers une position de marche en poussée, l'embrayage est d'abord débrayé automatiquement et totalement, avant que le moteur à combustion interne ne passe de la marche en traction à la marche en poussée, et est ensuite commandé dans le sens d'un rembrayage jusqu'à obtention d'un glissement prédéterminé entre le régime du moteur à combustion interne et celui de l'entrée de la boite de vitesses. Alors que, des qu'il y a un changement brusque de la position de la pédale d'accélérateur depuis une position de marche en poussée vers une position de marche en traction, l'embrayage est commandé automatiquement, selon ces caractéristiques, de telle sorte qu'il soit rembrayé progressivement, depuis la position de fonctionnement en glissement partiel adopté pendant la marche en poussée, et qu'il transmette un couple de rotation croissant progressivement, l'embrayage est commandé, des qu'il y a un changement brusque de la position de la pédale d'accélérateur en sens inverse, c'est-à-dire d'une position de marche en traction à une position de marche en poussée, de manière à être débrayé d'abord entièrement, avant que le point de basculement entre la marche en traction et la marche en poussée ne soit atteint, et à être rembrayé ensuite jusqu'à obtention d'un glissement prédéterminé. Ainsi, l'invention préconise le fonctionnement de l'embrayage en glissement partiel lorsque la pédale d'accélérateur est en position 'de marche en poussée, c'est-à-dire que 1'embrayage n'est engagé que jusqu'au point où une différence prédéterminée de 100 tr/min, par exemple, est maintenue entre le régime du moteur à combustion interne et celui de l'entrée de la boîte de vitesses. Le fait d'admettre un glissement défini dans les embrayages d'automobiles est, il est vrai, déjà connu, dans le but d'amortir les irrégularités générées, par exemple, par le moteur à combustion interne en-dessous de certains régimes, et d'en isoler au moins partiellement la ligne de transmission. Cependant, le procédé selon l'invention ne vise pas le fonctionnement stationnaire ou quasi stationnaire, mais en particulier le fonctionnement non stationnaire en cas d'inversions brutales de la charge, et donne des enseignements spécialement applicables à ces changements d'état, indiquant comment les battements d'inversion de. charge occasionnés dans ces conditions peuvent être évités en grande partie.Lorsque le moteur à combustion interne est accéléré, à partir de la position de marche en poussée de la pédale d'accélérateur, l'augmentation du couple transmissible par l'embrayage doit être ajusté en fonction du régime et/ou de l'accélération du moteur à combustion interne, cette augmentation étant alors limitée à une valeur maximale admissible. Lors d'une inversion de la charge en sens inverse, l'embrayage est débrayé entièrement avant que l'on. n'atteigne le point de basculement entre la marche sous charge et la marche en poussée1 le point de basculement étant déterminé par saisie de la course de la pédale à'accélérateur, ou même de la vitesse de changement de la position de la pédale, en prenant en compte la ligne dite ligne zéro du couple du moteur à combustion interne. Une description et des explications plus détaillées du procédé réalisé selon l'invention seront données par la suite, au vu d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins. Sur les dessins - la figure 1 représente un schéma de principe d'un groupe de propulsion d'une automobile fonctionnant selon le procédé conforme à l'invention, - la figure 2 représente un diagramme montrant la course de la pédale d'accélérateur en fonction du temps dans le cas d'une accélération à pleine charge à partir de la position de marche en poussée de la pédale d'accélé-ra- teur, - la figure 3 représente un diagramme illustrant l'évolution des couples de rotation en fonction du temps, correspondant au changement de.position de la pédale d'accélérateur selon la figure 2, - la figure 4 représente, dans un diagramme du régime en fonction du temps, l'évolution des régimes du moteur à combustion interne et de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, correspondant au changement de la position de la pédale d'accélérateur tel que l'indique la figure 2, - la figure 5 représente, dans un diagramme illustrant la course de la pédale d'accélérateur en fonction du temps, l'évolution d'un changement brusque de la position de la pédale, depuis la position de pleine charge, ou position pleins gaz, vers la position de charge zéro, - la figure 6 représente, dans un diagramme du couple de rotation en fonction du temps, l'évolution des couples de rotation du moteur à combustion interne, de l'arbre de sortie et de l'embrayage, correspondant au diagramme de la figure 5, - la figure 7 représente, dans un diagramme du régime en fonction du temps, l'évolutiàn des régimes du moteur à combustion interne et de l'arbre. d'entrée de la boîte de vitesses, et - la figure 8 représente, dans un diagramme du régime par rapport à la course de la pédale d'accélérateur, l'évolution de la ligne dite zéro du couple, c'est-à-dire le point de basculement entre la marche en traction et la marche en poussée du moteur à combustion interne. Sur la figure 1 des schémas,- la référence .1 désigne le moteur de propulsion d'une automobile, constitué. d'un moteur à combustion-interne, de préférence un moteur multicylindre à piston alternatif, dont le vilebrequin 2 est relié, par l'intermédiaire d'un embrayage 3 ajustable en couple transmissible, à un arbre 4 d'entrée d'une boîte 5 de changement de vitesses. la boite 5 de vitesses est reliée de façon connue, par l'intermédiaire d'un différentiel 6, aux roues motrices 7 du véhicule, afin de leur transmettre la puissance de propulsion La référence 8 désigne un dispositif de servocommande correspondant à l'embrayage 3, qui peut être piloté par l'intermédiaire d'un boîtier 9 de commande de façon à actionner l'embrayage 3 en conséquence.Dans ce but, le boîtier 9 de commande reçoit des informations fournies par différents capteurs de signaux, tels que par exemple un capteur 10 de vitesse de rotation, donnant une lecture du régime du vilebrequin 2, et un capteur 11 de vitesse de rotation donnant une lecture du régime de l'arbre 4 d'entrée de la boîte de vitesses. De plus, un capteur 13 de position informe le boîtier 9 de commande de la position d'une pédale. 12 d'accélérateur associée an véhicule, qui peut être actionnée par le conducteur du véhicule de manière à manoeuvrer volontairement un élément de commande de la puissance du moteur 1 à combustion interne, tel qu'un papillon 14 des gaz placé dans la tubulure 15 d'admission du moteur. Afin d'éviter les battements d'inversion de charge apparaissant sur les véhicules traditionnels lors des changements très rapides de la position de la pédale d'accélérateur, ces battements intervenant surtout lorsque le moteur à combustion interne est amené d'une situation de marche en poussée vers une situation de marche en traction avec un couple de rotation élevé, c'est-à-dire en particulier lorsque l'on accélère jusqu'en pleine charge, ou lorsque, au contraire, le moteur à combustion interne est amené d'une situation de marche en traction avec un couple de rotation relativement élevé, par exemple à partir d'une accélération à pleine charge, vers une situation de marche en poussée, l'invention prévoit une commande particulière de l'embrayage.L'on étudiera d'abord le procédé de commande de l'embrayage dans le cas d'une accélération abrupte du moteur à combustion interne à partir d'une situation de marche en poussée, par exemple dans le cas d'un changement de la position de la pédale d'accélérateur depuis une position de charge zéro vers la position de pleine charge. Un tel changement de la position de la pédale d'accélérateur est représenté sur le diagramme de la figure 2, où la pédale d'accélérateur passe, au moment t0, de la position zéro à la position de pleine charge.C'est à ce changement de la position de la pédale d'accélérateur que se rattachent les courbes d'évolution des couples de rotation et des régimes illustrées sur les figures 3 et 4, la lecture s'effectuant au niveau du vilebrequin 2 et de l'arbre 4 d'entrée de la boîte de vitesses, ainsi que la courbe d'évolution, relativement au couple de rotation, du couple de rotation transmissible par l'embrayage -3.L'on s'aperçoit que, lorsque la pédale d'accélérateur se trouve en position de marche en poussée, c'est-à-dire en position relâchée, des différences se trouvent maintenues constantes entre le couple de rotation du moteur 1 à combustion interne et celui de l'arbre 4 d'entrée de la boite de vitesses, ainsi qu'entre le régime du vilebrequin 2 et celui de l'arbre 4 d'entrée de la boite de vitesses, ces différences étant le résultat d'un glissement -réglé volontairement àu niveau de l'embrayage 3.Le dispositif 8 de servo-commande n'engage alors pas complètement l'em- brayage, mais jusqu'à un point seulement où l'on conserve un régime différentiel de 100 tr/min, par exemple, grâce au fait qu'un régime différentiel réel relevé par les capteurs 10 et ll est comparé, dans le boîtier 9 de commande, à un régime différentiel prédéterminé de consigne. Le boîtier 9 de commande détermine les écarts entre la valeur de lecture et la valeur de consigne et les exploite de manière à commander le dispositif 8 de servo-commande en conséquence. Le couple de rotation transmissible par l'embrayage, indiqué en MdK sur le diagramme de la- figure 3, est, en raison du glissement de l'embrayage durant la marche en. poussée, inférieur d'une valeur définie au couple de rotation du véhicule MdAbt appliqué à l'arbre 4 entrée de la boîte de vitesses. La valeur du couple de rotation Ndmot retransmise au vilebrequin 2 du moteur 1 a combustion interne correspond alors au couple MdK transmissible par l'embrayage, mais elle est indiquée, dans le cas présent, comme une valeur négative, par opposition au couple positif de traction du moteur à combustion interne. Au moment t0 du changement d'une position de charge zéro vers une position de pleine charge de la pédale d'accélérateur, le couple de rotation du moteur à combustion interne augmente, avec-, un retard pratiquement négligeable, jusqu'au niveau maximal du couple de traction. Cependant, le couple MdK transmissible par l'embrayage ne doit pas être modifié aussi brutalement si l'on veut éviter la création des battements d'inversion de charge. En partant de la valeur du couple, transmissible par l'embraya ge, ajustée à l'état de marche en poussée, l'embrayage est plutôt commandé dans le sens d'un rembrayage de telle sorte que le couple transmissible par l'embrayage augmente progressivement jusqu'à une valeur finale. L'augmentation du couple transmissible doit alors être ajustable en fonction bu régime du moteur à combustion interne ou de son accélération, et ne doit pas dépasser une croissance maximale prédéterminée.Cette croissance maximale est déterminée selon des points de vue de confort et dépend de plusieurs critères, tels que, par exemple, la puissance maximale disponible au moteur à combustion interne, ou la suspension du moteur. Si l'on admet une montée trop rapide, on peut créer des battements d'inversion de charge. Si, au contraire, on admet une croissance trop lente, on pourra provoquer de très forts emballements du moteur à combustion interne, étant donné que seulement une partie du couple de propulsion développé par le moteur à combustion interne est retransmise à la transmission finale, par l'intermédiaire de l'embrayaqe, alors que le couple de rotation restant libre résulte en un surrégime du moteur à combustion interne. La valeur du couple de rotation transmis du moteur à la transmission finale correspond évidemment au couple transmissible par l'embrayage, ce qui fait que ce couple de sortie MdAbt croit progressivement, à partir d'une valeur obtenue en marche en poussée, jusqu'au couple maximal de sortie. Selon le cas, suivant l'utilisation ou non de l'embrayage en glissement partiel à la fin de ce changement, c'est-à-dire en gardant ou non une certaine différence entre le régime du vilebrequin et celui de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, le couple maximal MdAbt de sortie sera inférieur ou égal au couple Ndmot du moteur.Comme il a été signalé plus haut, le fonctionnement de l'embrayage en glissement partiel lors de la marche en traction ne sera adopté, -en général, qu'en dessous de certains seuils de régime, de 3000 tr/min par exemple, alors qu'au-dessus de ces seuils, l'embrayage est ver rouillé, c'est-à-dire qu'il n'y a aucune différence de régime entre le vilebrequin et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Sur les figures 3 et 4, des traits interrompus illustrent l'évolution des couples de rotation MdAbt et MdK ainsi que du régime nmOt dans le cas où, à la fin du changement, aucun glissement de l'embrayage n'existe. Les diagrammes des figures 5 à 7 illustrent, de façon analogue aux diagrammes des figures 2 à 4, le. procédé selon l'invention, dans le cas d'un changement brusque de la position de la pédale d'accélérateur depuis sa position de pleine charge vers une position -de marche en poussée. Dans l'exemple de réalisation illustré ici, par exemple, la position de la pédale d'accélérateur change, entre les moments t0 et t2, depuis la position de commande maximale vers la position de charge zéro, c'est-à-dire que la pédale est relâchée. Le couple Mdmot du moteur à combustion interne évolue, de manière analogue à ce changement de position- de -la pédale d'accélérateur, d'abord depuis le couple maximal de rotation vers le couple zéro. Au départ, le couple MdK~transmis par l'embrayage, qui, au début du changement, était d'une certaine valeur différentielle inférieure ou égale à celle du couple Mdmot d'entraînement du moteur à combustion interne, suiva-nt l'utilisation de l'embrayage en glissement partiel ou non, reste donc constant. Or, afin d'éviter un battement d'inversion de charge au moment de la transmission entre la marche en traction et la marche en poussée, l'embrayage doit être débrayé avant que le moteur ne passe de la marche. en traction vers la marche en poussée. Ce moment d'inversion traction-poussée qui, sur les figures 5 à 7, est indiqué en t1, est déterminé à l'aide d'une surveillance 'du régime du moteur à combustion interne ainsi que de la variation de la course de la pédale, en tenant compte de la ligne dite ligne zéro du couple indiquée sur la figure 8. La ligne zéro du couple représente la limite entre la marche en poussée et la marche en traction du moteur à combustion interne et, pour chaque régime de rotation du moteur, donne la position de la pédale d'accélérateur, à laquelle cette limite est atteinte.La ligne zéro du couple peut être enregistrée en mémoire du boîtier 9 de commande, de telle sorte que l'on puisse déterminer, pour chaque niveau de régime du moteur, la position correspondante de la pédale d'accélérateur, à laquelle le moteur à combustion interne passera d'une marche en traction à une marche en poussée. Afin de garantir le désengagement de l'embrayage pendant la transition entre marche en traction et marche en poussée, la commande de l'embrayage dans le sens d'un débrayage devrait déjà s'effectuer avant cet instant. La commande du débrayage peut donc intervenir en fonction de la position de la pédale d'accélérateur, en provoquant automatiquement, par l'intermédiaire du boîtier de commande, le débrayage dès que la position de la pédale d'accélération tombe en dessous d'une certaine marge par rapport à la ligne zéro du couple. Il serait possible, en dehors de cela, d'employer la vitesse de changement de la position de la pédale comme une grandeur de commande, c'est-à-dire la dérivée de la course parcourue par la pédale par rapport au temps.Le dépassement d'une vitesse prédéterminée de changement de position, associé au franchissement d'un seuil prédéterminé de marge par rapport à la ligne zéro du couple, peut être un indicateur sûr d'une inversion du fonctionnement du moteur à combustion interne, d'une marche en traction vers une marche en poussée. Au bout d'un certain laps de temps, suivant le désengagement de l'embrayage, ce dernier est de nouveau rembrayé, ce rembrayage étant limité à un point où l'on maintient de nouveau en poussée un certain glissement entre le régime du moteur à combustion interne et celui de l'arbre d'entrée des la boite de vitesses. La fermeture de l'embrayage peut alors steffectuer en fonction du régime différentiel entre le vilebrequin et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, et, le cas échéant-, selon la derivée première du réqime du vilebrequin par rapport au temps. Le principal avantage du procédé proposé par l'invention réside en le fait que les battements d'inversion de charge habituellement provoqués par les changements brusques de la position de la pédale d'accélération sont, en grande partie, évités par une commande calculée du glissement de l'embrayage. De ce fait, le confort d'un véhicule équipé d'un tel dispositif se trouve sensiblement amélioré. REVENDICATIONS 1. procédé destiné à empêcher les battements d'inversion de charge lors des changements brusques de la position de la pédale d'accélérateur sur des véhicules1 en particulier sur des voitures de tourisme, qui sont équipés d'un moteur à combustion interne, d'une boite de vitesses ainsi que d'un embrayage, disposé entre le moteur à combustion interne et la boite de vitesses, et ajustable au niveau du couple transmissible, caractérisé par le fait que, lors d'un changement de la position de la pédale (12) d'accélérateur, depuis une position de marche en poussée vers une position de marche en traction, l'embrayage (3) est commandé automatiquement, à partir d'une position d'engagement correspondant à la position de marche en poussée de la pédale d'accélérateur, permettant de conserver un glissement prédéterminé entre le régime de rotation du moteur (1, 2) à combustion interne et celui de l'entrée (4) de la boite de vitesses, dans le sens d'un rembrayage assurant la transmission d'un couple croissant progressivement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'augmentation du couple transmis- sible par l'embrayage (3) est ajustée en fonction du régime et/ou de l'accélération du moteur (1) à combustion interne. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'augmentation du couple transmissible par l'embrayage (3) est limitée à une valeur d'augmentation maximale admissible. 4. Procédé destiné à empêcher les battements d'inversion de charge lors des changements brusques de la position de la pédale d'accélérateur sur des véhicules, en particulier sur des voitures de tourisme, qui sont équipés d'un moteur à combustion interne, d'une boite de vitesses ainsi que d'un embrayage, disposé entre le moteur à combustion interne et la boite de vitesses, et ajustable au niveau du couple transmissible, caractérisé par le fait que, lors d'un changement de position de la pédale (12) d'accélérateur depuis une position de marche en traction vers une position de marche en poussée, l'embrayage (3) est d'abord débrayé automatiquement et totalement, avant'que le moteur (1) à combustion interne ne passe de la marche en traction à la marche en poussée, et est ensuite commandé dans le sens d'un rembrayage jusqu'à obtention d'un glissement prédéterminé entre le régime du moteur (1, 2) à combustion interne et celui de l'entrée (4) de la boite de vitesses. 5. Procédé selon la revendication 4, carac térisé par le fait que l'embrayage (3) est débrayé en fonction de la course'de déplacement de la pédale (12) d'accélérateur. 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que lrembrayage (3) est débrayé en fonction de la vitesse du changement de position de la pédale (12) d'accélérateur.