Brevet FR2797909A1 — publié le 20010302

L'invention concerne un procédé pour commander le fonctionnement d'au moins une unité auxiliaire d'un moteur à combustion interne, est entraînée par le moteur à combustion interne au moyen d'une transmission à démultiplication variable. Uinvention concerne en outre un dispositif d'entraînement pour des unités auxiliaires d'un moteur à combustion interne, comportant une transmission à démultiplication variable, dont l'arbre d'entraînement est entraîné par le moteur à combustion interne dont l'arbre mené entraîne les unités auxiliaires, et un appareil de commande pour commander la démultiplication de la transmission. rapport d'une part avec le confort croissant qui est offert dans des véhicules automobiles et d'autre part avec l'importance d'obtenir une faible consommation d'énergie, l'entraînement d'unités auxiliaires, telles qu'un alternateur, une pompe à eau, une installation de climatisation, etc. prend une importance de plus en plus grande. Un grand nombre des unités auxiliaires possèdent un rendement optimum pour une certaine vitesse de rotation. Afin de faire fonctionner les unités auxiliaires autant que possible à cette vitesse de rotation, il est connu d'entraîner les unités auxiliaires au moyen d'une transmission à démultiplication variable et de régler la démultiplication de manière que la vitesse de rotation d'entraînement soit telle les unités auxiliaires fonctionnent, indépendamment de la vitesse de rotation du moteur, approximativement avec la vitesse de rotation pour laquelle il présente un rendement approprié. Le couple nécessaire pour l'entraînement des unités auxiliaires sur l'arbre d'entraînement de la transmission n'est plus disponible pour l'avance d'un véhicule automobile entraîner par le moteur à combustion interne ou bien pour un autre système d'entraînement entraîné par le moteur à combustion interne. Dans le cas d'un moteur à combustion interne froid et d'un couple élevé d'entraînement pour transmission des unités auxiliaires, il peut se présenter, notamment lorsque le moteur à combustion interne tourne à une faible vitesse de rotation, l'état dans lequel presque la totalité du couple disponible délivré par moteur à combustion interne est utilisée par la transmission variable pour les unités auxiliaires, de sorte que la capacité de conduite d'un véhicule automobile s'en trouve fortement affectée. Uinvention a pour but d'apporter une aide pour résoudre le problème indiqué précédemment. Ce problème est résolu à l'aide d'un procédé pour commander le fonctionnement d'au moins une unité auxiliaire d'un moteur à combustion interne, qui est entraînée par ce dernier par l'intermédiaire d'une transmission à démultiplication variable, caractérisé en ce que la transmission est commandée de telle sorte qu'un couple d'entraînement prédéterminé n'est pas dépassé par valeurs supérieures. Conformément à cette disposition, la transmission pour unités auxiliaires est commandée de telle sorte qu'un couple d'entraînement pré déterminé, qui est situé à un niveau plus ou moins conséquent dessous du couple maximal du moteur à combustion interne, n'est pas dépassé par valeurs supérieures. Par conséquent un excès de couple suffisant ou un excès de puissance suffisant délivré par le moteur à combustion interne est disponible pour l'avance d'un véhicule automobile de sorte que la capacité de conduite de ce dernier est satisfaisante. Selon une autre caractéristique de l'invention, les unités auxiliaires sont commandées de telle sorte qu'un couple d'entraînement prédéterminé n'est pas dépassé par valeurs supérieures, ce qui permet de commander l'absorption de puissance des unités auxiliaires de manière qui couple d'entraînement prédéterminé de la transmission pour les unités auxiliaires n'est pas dépassé par valeurs supérieures. Selon une autre caractéristique de l'invention, le couple d'entraînement prédéterminé dépend au moins d'un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne, ce qui fournit l'avantage consistant ce que le couple d'entraînement maximum prédéterminé, que la transmission prélève pour les unités auxiliaires à partir du vilebrequin du moteur à com bustion interne, est adaptée aux conditions respectives de fonctionnement du moteur à combustion interne, par exemple de la température de ce dernier. De ce fait on obtient un compromis aussi bon que possible entre la capacité de conduite du véhicule et la puissance d'entraînement pour les unités auxiliaires. Le problème à la base de l'invention est en outre résolu à l'aide d'un dispositif d'entraînement pour unités auxiliaires d'un moteur à combustion interne, comportant une transmission à démultiplication variable, dont l'arbre d'entraînement est entraîné par le moteur à combustion interne et dont J'arbre mené entraîne les unités auxiliaires, et un appareil de commande pour commander démultiplication de la transmission, caractérise par un dispositif pour détecter le couple agissant sur l'arbre d'entraînement et une mémoire située dans l'appareil de commande dans laquelle une valeur prédéterminée du couple est memorisée, l'appareil de commande commandant démultiplication de la transmission de manière que le couple ne dépasse pas la valeur prédéterminée. Selon une autre caractéristique de l'invention, unités auxiliaires sont reliées ' l'appareil de commande pour modifier leur puissance absorbée et l'appareil de commande commande l'absorption de'puissance des unités auxiliaires de telle sorte que le couple ne dépasse pas la valeur prédéterminée. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'appareil de commande est relié à des capteurs servant à détecter les paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne et la valeur prédéterminée du couple dépend de paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne, D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente le schéma d'un moteur à combustion interne avec des unités auxiliaires et un appareil de commande; - la figure 2 représente un diagramme permettant d'expliquer le mode de fonctionnement de l'appareil de commande de la figure 1 -, et - la figure 3 représente une variante de réalisation du système d'entraînement des unités auxiliaires. Conformément à la figure 1, un couple de poulies coniques 4 d'une transmission 5 à enroulement à courroie et poulie conique est monté sur une extrémité frontale d'un moteur à combustion interne 2 d'une manière bloquée en rotation sur le vilebrequin non représenté de ce moteur, tandis que l'autre couple 6 de poulies coniques est relié avec blocage en rotation à l'arbre 8, qui entraîne les unités auxiliaires 10 et 12, par exemple un alternateur, un compresseur de climatisation, une pompe de direction assistée, etc. Pour régler la démultiplication de la transmission à courroie et poulie conique, on utilise de façon connue en soi des vérins hydrauliques 14, qui sont associés à chaque couple de poulies coniques et sont commandés par une unité de commande 16. entrées d'un appareil de commande 18 sont reliées à des capteurs servant à détecter des états de fonctionnement du moteur à combustion interne, par exemple un capteur de température 20, un capteur 22 de la vitesse de rotation et un capteur 24 servant à détecter la position d'un organe de réglage de puissance du moteur à combustion interne 2. Une autre entrée de l'appareil de commande 18 est reliée à un capteur 26 servant à détecter le couple qui agit sur l'arbre d'entraÎnement de la transmission 5. Une sortie de l'appareil de commande 18 est relié ' l'unité de com mande 16 pour le réglage de la démultiplication de la transmission 5. Sur la Figure 2 une courbe A représente le couple maximum M, que le moteur à combustion interne 2 délivre dans son état dans lequel il n'est pas à sa température de fonctionnement, lorsque l'huile du moteur possède par exemple une température de seulement 101. La courbe B représente le couple maximum M en fonction de la vitesse de rotation n dans le cas où le moteur est chaud à sa température de fonctionnement, par exemple pour une température de l'huile du moteur égale à 800. Un point de charge typique, qui est atteint dans le cas de l'utilisation du moteur à combustion interne 2 dans une voiture de tourisme, est le point X, c'est-à-dire un couple d'environ 170 Nm pour une vitesse de rotation de 2000 tr/mn. L'excès de couple, que la machine à froid fournit lorsqu'on enfonce brusquement à fond la pédale d'accélérateur, est indiqué par la flèche double I. L'excès de couple alors que le moteur est chaud est indiqué par II. Comme cela est visible, le moteur à froid présente seulement un faible excès de couple, c'est-à-dire que lorsqu'on fait fonctionner le véhicule par exemple en 3ème vitesse au niveau du point de fonctionnement X et qu'on applique alors brusquement une accélération complète, il se produit à peine une accélération dans l'état de fonctionnement à froid. Si alors par exemple l'absorption de couple, qui est présente normalement, de l'arbre d'entraînement de la transmission 5 est représente en fonction de la vitesse de rotation de la transmission ou de la vitesse de rotation du vilebrequin par la courbe C, au niveau du point X approximativement la moitié du couple moteur est utilisée pour l'entraînement des unités auxiliaires et seule l'autre moitié est disponible pour l'avance du véhicule. Lorsque dans cet état par exemple un compresseur climatisation est activé ou que l'alternateur absorbe une puissance supplémentaire en raison du branchement supplémentaire d'un appareil d'utilisation électrique puissant, par exemple un dispositif de chauffage de la vitre arrière, le couple absorbé par l'arbre d'entraînement augmente sorte que pour l'entraînement d'avance, éventuellement en dépit d'une accélération pleins gaz, pour la vitesse de rotation n présente du moteur, aucune accélération n'est plus possible ou que même le couple d'entraînement servant à maintenir un déplacement à allure constante n'est pas suffisant. L'appareil de commande 18 détecte, par l'intermédiaire du capteur de couple 26, le couple présent sur l'arbre d'entraînement de la transmission 5 et, lorsque ce couple dépasse la courbe C, modifie la démultiplication de la transmission à courroie et poulies coniques de telle sorte qu'une valeur maximale mémorisée dans une mémoire de l'appareil de commande 18 éventuellement en fonction de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, n'est pas dépassée par valeurs supérieures. En fonction de l'agencement des unités auxiliaires, ceci peut s'effectuer de telle sorte que la vitesse de rotation des unités auxiliaires est réduite ou accrue et que la démultiplication de la transmission est modifiée de façon correspondante. Avantageusement, le couple d'entraînement maximum, mémorisé dans la mémoire de l'appareil de commande 18 de la transmission 5, dépend de la température du moteur à combustion interne et augmente légèrement par exemple lorsque la température augmente. Dans le cas où le moteur à combustion interne est équipé d'une pédale d'accélérateur électronique, la position de la pédale d'accélérateur peut être détectée et, dans le cas d'un faible actionnement de la pédale d'accélérateur, un couple d'entraînement élevé est autorisé pour les unités auxiliaires, ce couple étant réduit lorsqu'on actionne de plus en plus la pédale d'accélérateur, afin disposer de la puissance d'entraînement désirée. Il est évident que le couple disponible sur l'arbre d'entraînement ou dérivé vilebrequin peut être également calculé par le fait que les puissances consommées par les unités auxiliaires sont détectées ou que la puissance d'avance pour le véhicule automobile est détectée et sous- traite la puissance du moteur, qui est connue de par la position de l'organe de réglage de puissance et de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. Sinon ou en supplément, le non-dépassement d'un couple d'entraîne ment maximum prédéterminé peut être également garanti par fait que l'appareil de commande 18 est relié à des organes de réglage de puissance non représentés des unités auxiliaires, par exemple un régulateur de courant l'alternateur, un régulateur de débit d'une pompe à plateau oscillant montée en tant que compresseur de climatisation, une canalisation de by-pass d'une pompe, etc. de sorte que l'absorption de puissance des unités auxiliaires est réduite dès que le couple d'entraînement dépasse la valeur maximale prédéterminée, qui dépend des paramètres de fonctionne ment. Ceci peut être avantageux étant donné que, dans le d'un accroissement brusque de l'absorption de puissance d'une unité auxiliaire, l'absorption de puissance de l'alternateur peut être réduite par exemple également brusquement à l'aide de l'appareil de commande 18 et ensuite le réglage, affecté d'une inertie, de la démultiplication de la boîte de vitesses 5 peut être mis en oeuvre, l'absorption de puissance du ou unités auxiliaires pouvant être réglée par asservissement. La Figure 3 représente une variante de réalisation dispositif d'entraînement d'unités auxiliaires. Un variateur 30 est relié solidairement en rotation au vilebrequin non représenté du moteur à combustion interne, ce variateur étant constitué par un couple de poulies coniques, dont les poulies coniques sont précontraintes élastiquement axialement les unes vers les autres de sorte qu'elles ont tendance à repousser une courroie profilée 32, qui circule entre elles, vers l'extérieur et dans le sens d'un accroisse ment du diamètre effectif. La courroie profilée 32 circule autour de roues d'entraînement 34, 36, 38, 40 et 42 de différentes unités auxiliaires, telles qu'un générateur, un compresseur de climatisation, une pompe à dépression, une pompe hydraulique, etc. Pour le réglage de la multiplication il est prévu un dispositif de réglage 50 qui contient un rouleau 54 monté d'une manière excentrée sur un segment denté 52, et un moteur électrique 56, dont le pignon d'entraînement 58 engrène avec le secteur denté 52. Le moteur électrique est commandé par un appareil de commande, par exemple l'appareil de commande 18 de la Figure 1. Dans le cas d'une rotation du segment denté dans un sens ou dans l'autre, le diamètre actif du variateur 30 varie et par conséquent la démultiplication agissant entre les unités auxiliaires et le vilebrequin varie. En outre on peut prévoir un rouleau tension 60 précontraint élastiquement. Le variateur 30 et le dispositif de réglage 50 peuvent être modifiés de façons tres différentes. Par exemple le dispositif de réglage peut être entraîné par voie hydraulique. La distance entre les poulies coniques du variateur peut être réglée de façon active, auquel cas un dispositif de tension agencé de façon correspondante garantit la tension de la courroie profilée, etc. D'autres variantes de réalisation des formes de réalisation décrites peuvent consister en ce que les grandeurs, qui sont nécessaires pour la commande de la démultiplication du dispositif d'entraînement d'unités auxi liaires ou de l'absorption de puissance des unités auxiliaires elles mêmes, sont détectées par des capteurs ou sont calculées dans des appareils de commande sur la base d'autres grandeurs. Des courbes caractéristiques ou des champs de caractéristiques, sur la base desquelles l'absorption de puissance des unités auxiliaires ou le couple devant être applique par le vilebrequin pour l'entraînement de ces unités est commandé, peuvent être conçus d'une manière sélective pour le conducteur et avec apprentissage de sorte que pour un conducteur qui conduit volontiers d'une manière dynamique et sportive, ce conducteur dispose d'un excès de couple plus élevé que dans le cas d'un conducteur calme, etc. Globalement l'invention permet d'obtenir que d'une part une quantité aussi grande que possible de puissance d'entraînement est disponible pour les unités auxiliaires et que d'autre part la capacité de conduite du véhicule ne s'en trouve pas influencée de façon nuisible. est évident que le moteur à combustion interne 2 peut entrainer le véhicule automobile non représenté par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses automatique à commutation selon des échelons ou bien d'une boîte de vitesses automatique sans échelons. Il n'est pas nécessaire que la transmission pour les unités auxiliaires soit une transmission à courroie enveloppante et au contraire il peut s'agir de n'importe quelle autre trans mission à commutation progressive ou à commutation selon des échelons. revendications annexées à la présente demande sont des propositions de formulation, sans préjudice de l'obtention d'une protection par brevet qui continue. La demanderesse se réserve le droit de reven diquer encore d'autres caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques qui ne sont jusqu'ici exposées que dans la description et/ou les dessins. références utilisées dans les sous-revendications concernent la poursuite du développement de l'objet de la revendication principale grâce aux caractéristiques des sous-revendi cations respectives ; il ne faut les considérer comme un renoncement à l'obtention d'une protection autonome de l'objet des caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques des sous-revendications concernées. Etant donné que les objets de ces revendications peuvent constituer, au regard de l'état technique à la date de priorité attachée à la présente demande, des inventions propres et indépendantes, la demanderesse se réserve le droit d'en faire l'objet d'autres revendications indépendantes ou de demandes divisionnaires. Ces objets peuvent également contenir des inventions indépendantes qui représentent une configuration 'indépendante des objets des sous-revendi cations précédentes. exemples de réalisation ne doivent pas être considérés comme une limitation de l'invention. Au contraire de nombreux changements et modifi cations sont possibles dans le cadre de l'invention telle que présentement exposée, en particulier des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières qui sont par exemple inventives par combinaison ou trans formation des caractéristiques ou éléments ou étapes de procédé décrits dans la description générale et les modes de réalisation ainsi que les revendications et contenues dans dessins et qui conduisent par des caractéristiques combinables à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédés ou de séquences d'étapes de procédé, dans la mesure où il concerne également des procédes de fabrication, de vérification et d'usinage, et où il permettrait à l'homme de métier d'apporter une solution au problème à la base de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour commander le fonctionnement d'au moins une unité auxiliaire (10,12) d'un moteur à combustion interne, qui est entraînée par ce dernier par l'intermédiaire d'une transmission (5) à démultiplication variable, caractérise en ce que la transmission est commandée de telle sorte qu'un couple d'entraînement prédéterminé n'est pas dépassé par valeurs supérieures. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que unités auxiliaires (10,12) sont commandées de telle sorte qu'un couple d'entraînement prédéterminé n'est pas dépassé par valeurs supérieures. 3. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et caractérise en ce que le couple d'entraînement prédéterminé dépend au moins d'un paramètre de fonctionnement du moteur à combustion interne (2). 4. Dispositif d'entraînement pour unités auxiliaires (10,12) moteur a combustion interne, comportant une transmission (5) à démultiplication variable, dont l'arbre d'entraînement est entraîné par le moteur à combustion interne et dont l'arbre mené entraîne les unités auxiliaires, et un appareil de commande pour commander la démultiplication de la transmission, caractérisé par un dispositif pour détecter le couple agissant sur l'arbre d'entraînement et une mémoire située dans l'appareil de commande dans laquelle une valeur prédéterminée du couple est mémorisée, l'appareil de commande commandant la démultiplication de la transmission de manière que le couple ne dépasse pas la valeur prédéterminée. 5. Dispositif d'entraînement selon la revendication 4, caractérise en ce que les unités auxiliaires (10,12) sont reliées à l'appareil de commande (18) pour modifier leur puissance absorbée et que l'appareil de commande commande l'absorption de puissance des unités auxiliaires de telle sorte que couple ne dépasse pas la valeur prédéterminée. 6. Dispositif d'entraînement selon l'une ou l'autre des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'appareil de commande (18) est relié à des capteurs (20,22,24) servant à détecter les paramètres de fonctionne ment du moteur à combustion interne et que la valeur prédéterminée du couple dépend de paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne.