Brevet FR2833895A1 — publié le 20030627

PROCEDE DE DEMARRAGE D'UN VEHICLE EQUIPE D'UN MOTEUR THERMIQUE ET D'UNE TRANSMISSION AUTOMATISEE La présente invention concerne les transmissions automatisées, et plus particulièrement leur comportement lors des démarrages d'un véhicule automobile. L'invention porte plus précisément sur un procédé de démarrage d'un véhicule équipé d'une transmission automatisée, munie d'un embrayage d'entrée, et d'un moteur thermique placés respectivement sous le contrôle d'un calculateur, ledit procédé étant initié par la détection de la volonté de démarrage du véhicule et clos par la fermeture totale de l'embrayage. Le démarrage d'un véhicule muni d'une telle transmission peut être jugé à partir de critères de confort tels que le dépassement du régime moteur par rapport à sa valeur finale pendant le démarrage du véhicule, le couple fourni aux roues ou l'accélération du véhicule pendant son démarrage, la durée de glissement de l'embrayage et l'à-coup ressenti pendant et à la fin du démarrage du véhicule. Il est connu de l'art antérieur un dispositif dans lequel l'embrayage et le moteur thermique sont commandés notamment en fonction de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur. Cet enfoncement est interprété comme une demande concernant l'accélération ou la vitesse du véhicule. A la fin du démarrage, lorsque le glissement de l'embrayage s'annule, on observe classiquement un à-coup quand la synchronisation des arbres moteur et primaire de boite n'est pas parfaite. La minimisation de cet à-coup est un 1 critère de jugement du démarrage d'un véhicule. Dans ce but, la publication BOSCH WO 98 58514 propose de corriger la consigne de couple moteur du conducteur pour raccorder sans discontinuité des consignes de couples avant et après l'annulation du glissement de l'embrayage. Du fait d'incertitudes sur la dynamique du contrôle moteur et/ou d'embrayage en fonction de divers phénomènes, notamment le vieillissement ou l'usure de l'embrayage, la correction de couple prévue par cette publication n'a pas la précision souhaitée et s'effectue au détriment d'autres critères de confort, tels que le dépassement du régime moteur par rapport à sa valeur finale pendant le démarrage du véhicule, le couple fourni aux roues ou l'accélération du véhicule pendant son démarrage et la durée de glissement de l'embrayage. Un premier objectif de la présente invention est de contrôler le régime moteur pendant le démarrage du véhicule. Il répond à un critère de confort acoustique. En effet, une évolution du régime moteur qui présente un dépassement important par rapport à la valeur finale dudit régime est très mal ressentie par le conducteur et ses passagers. Afin d'éviter ce désagrément, la solution proposée consiste à piloter le moteur de façon à asservir son régime à une consigne de régime. Un deuxième objectif est de rétablir rapidement l'accélération du véhicule dès que le calculateur détecte la volonté du conducteur de démarrer le véhicule, et cela impose de faire croître rapidement le couple transmissible par l'embrayage car lorsque l'embrayage est glissant, les roues bénéficient du couple transmis par l'embrayage multiplié par le rapport de boîte de vitesse. Un troisième objectif est l'annulation du glissement de l'embrayage sans à-coup. En effet, lorsque le glissement s'annule, le couple en sortie d'embrayage passe brutalement du couple transmissible par l'embrayage au couple délivré par le moteur. L'écart entre ces deux couples se traduit par un àcoup de couple aux roues au moment de l'annulation du glissement suivi. Pour supprimer cet à-coup, l'invention prévoit de minimiser l'écart entre le couple transmissible par l'embrayage et le couple moteur lors de l'annulation du glissement. Pour atteindre tous ces objectifs, l'invention consiste en une stratégie de démarrage pilotant simultanément le moteur thermique et l'embrayage. Cette stratégie permet de contrôler le régime moteur afin d'éviter un dépassement par rapport au régime final du démarrage du véhicule, d'établir ensuite rapidement l'accélération du véhicule, puis de contrôler le glissement de l'embrayage afin que l'annulation du glissement soit faite sans à-coups. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on asservit, lors d'une phase initiale, le moteur thermique à une consigne de régime, on ferme partiellement, lors d'une seconde phase, l'embrayage rapidement tout en maintenant l'asservissement du moteur initié dans la phase initiale, on supprime ensuite progressivement le glissement de l'embrayage jusqu'à l'obtention d'un glissement d'embrayage nul, et on ferme enfin l'embrayage totalement. Avantageusement, afin que le régime moteur n'atteigne pas une valeur occasionnant un désagrément auditif pour le conducteur, la consigne de régime correspond au régime moteur minimum nécessaire au moteur pour fournir un couple équivalent au couple d'embrayage à réaliser. Selon une autre caractéristique de l'invention, la consigne de régime est obtenue en définissant tout d'abord pour chaque valeur de position de pédale un couple aux roues ou un couple d'embrayage à réaliser. On définit ensuite la consigne de régime à partir du couple d'embrayage et des caractéristiques couple = f (régime) du moteur. La présente invention prévoit également que le calculateur de la transmission dialogue avec le calculateur de contrôle du moteur et pilote l'embrayage pour contrôler le glissement de l'embrayage ou le régime moteur lors du démarrage. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés suivants : - la figure 1 est une décomposition schématique d'un démarrage de véhicule automobile selon l'invention. - la figure 2 est un exemple de détermination de la consigne de régime, caractéristique du procédé de démarrage selon l'invention. La figure 1 détaille un démarrage de véhicule automobile et sa décomposition en plusieurs phases distinctes. Une phase initiale 1 d'asservissement débute dès la détection (a) de la volonté de démarrage du véhicule, lorsqu'est engagé soit le premier rapport, soit le second rapport, soit la marche arrière et lorsque le conducteur appuie sur la pédale d'accélérateur. Dès le début de la phase 1, le calculateur de transmission émet vers le calculateur moteur des consignes de couple ou de régime pour asservir le moteur à la consigne de régime 11, correspondant au régime moteur minimum nécessaire au moteur pour fournir un couple moteur égal au couple d'embrayage 12 à réaliser. La figure 2 décrit un moyen de détermination de cette consigne de régime 11. Les courbes en cloche représentent les caractéristiques de couple en fonction du régime pour un moteur selon différentes valeurs de la position de la pédale d'accélérateur. Sur cette cartographie, après avoir défini préalablement le couple d'embrayage 12 à réaliser en fonction de la position de la pédale d'accélérateur, on trace la droite d'équation (Couple moteur = Couple d'embrayage 12 à réaliser), qui présente au moins une intersection Pi ( Couple moteur i, Régime moteur i) avec les courbes caractéristiques du moteur. Cela permet de déterminer les conditions dans lesquelles le moteur peut fournir un couple équivalent au couple d'embrayage 12 à réaliser. La consigne de régime moteur choisie 11 est alors la valeur minimum des régimes correspondants aux points d'intersections obtenus Pi. Une phase 2 de fermeture rapide de l'embrayage succède, dès qu'un seuil prédeterminé est atteint (b), à la phase initiale 1 jusqu'à ce que soit atteinte la consigne de couple d'embrayage ou l'accélération définie ci-dessus (c). Ce couple d'embrayage doit être tel qu'il procure un couple aux roues ou une accélération du véhicule proche de celle qu'on aura après la fermeture de l'embrayage. Durant toute cette phase 2, le calculateur de transmission automatisée continue à asservir le moteur à la consigne de régime 11. L'asservissement du régime moteur peut tenir compte du couple transmis par l'embrayage pour mieux assurer l'asservissement. L'asservissement du régime moteur permet de maintenir du glissement d'embrayage et d'établir rapidement l'accélération du véhicule en faisant croître le couple transmis par l'embrayage sans que cela ne provoque d'à-coups. La rapidité de fermeture de l'embrayage peut être modulée en fonction du style de conduite du conducteur. On fait croître le couple transmis par l'embrayage rapidement jusqu'à un niveau intermédiaire à partir duquel la croissance du couple est atténuée, niveau pouvant dépendre du point de fonctionnement, de variables issues du véhicule (vitesse véhicule, couple moteur...) et de variables issues d'une analyse du style de conduite (sportivité,...). Le contrôle du démarrage du véhicule passe alors à une phase 3. Durant cette phase, la consigne de couple d'embrayage et l'asservissement du moteur sont maintenus constants. Cette phase fait croître l'accélération du véhicule d'une valeur nulle à une valeur correspondant à la volonté du conducteur matérialisée par la position de la pédale d'accélérateur. Le régime primaire de boite croit pendant cette phase suivant une pente ou une accélération correspondant au couple transmis par l'embrayage. Cette phase dure tant que le glissement de l'embrayage est supérieur à un seuil de glissement prédéfini (d). La phase suivante 4 de contrôle du glissement de l'embrayage permet alors de rendre nul ce glissement (e). On contrôle le glissement de l'embrayage par une action sur les couples fourni par le moteur et transmis par l'embrayage : simultanément, la consigne de couple moteur est remise au couple demandé par le conducteur suivant une loi dépendant du glissement, de variables issues du véhicule (vitesse véhicule, couple moteur...) et de variables issues d'une analyse du style de conduite (sportivité,...). Cette phase sert à maintenir le couple de traction du véhicule en imposant le couple d'embrayage et à moduler le régime moteur pour limiter la dissipation d'énergie dans l'embrayage. L'invention prévoit donc lors de l'annulation du glissement, pour limiter les à-coups, de minimiser l'écart entre le couple transmis par l'embrayage et le couple moteur, ce qui revient à veiller à avoir une accélération du régime moteur proche de zéro lors de l'annulation du glissement. En effet, à l'instant où le glissement s'annule, le couple transmis par l'embrayage passe du couple transmissible par l'embrayage Cemb, au couple moteur Cmot. La chaîne cinématique est donc excitée par un échelon de couple dont l'amplitude est égale à (Cemb-Cmot). Minimiser l'à-coup revient à minimiser la dérivée du régime moteur car l'évolution du régime moteur est régie par la relation suivante : d d) mot Cmot-Cemb = Jmot *-----dt Cemb= couple transmissible par l'embrayage, Cmot = couple moteur, comot = régime moteur, Jmot = inertie du moteur. L'ultime phase 5 consiste alors à fermer complètement l'embrayage (cf. figure 1 (f)). Cette phase débute lorsque les régimes moteur et primaire sont pratiquement égaux. L'embrayage peut alors être fermé rapidement sans que des à-coups soient ressentis. Les consignes de couple moteur restent égales au couple qu'aurait délivré le moteur sans intervention de la transmission automatisée. Elle se termine lorsque l'embrayage est complètement fermé, c'est à dire lorsque le couple transmissible par l'embrayage a atteint sa valeur maximale. Comme indiqué plus haut, la solution proposée par l'invention est applicable à tout véhicule équipé d'un moteur thermique essence ou diesel et d'une transmission automatisée, munie d'un calculateur contrôlant l'actionnement de l'embrayage d'entrée. Le moteur à combustion essence ou diesel peut être muni d'un boîtier papillon motorisé, contrôlé par un calculateur. La présente invention n'est pas incompatible avec le fait que le calculateur de la transmission émette des requêtes, dites de couples lents et de couples rapides en fonction de leur incidence sur le boîtier papillon motorisé pour un moteur essence, ou sur le débit gazole pour les moteurs diesel, et sur l'avance à l'allumage pendant le démarrage du véhicule vers le calculateur de contrôle du moteur. La présente invention est également applicable si le contrôle exercé au niveau de la boite n'émet qu'une consigne de couple unique, ce qui est le cas des moteurs diesel notamment. Enfin, les fonctions assurées par les deux calculateurs de contrôle moteur et de transmission automatisée peuvent être implémentées dans un calculateur unique. En conclusion, l'invention permet de réduire le temps mort consécutif à l'appui sur la pédale d'accélérateur qui correspond au temps pendant lequel l'accélération du véhicule ne correspond pas à celle demandée par le conducteur. Elle permet aussi l'accélération rapide du véhicule sans à-coup. La rapidité recherchée est essentielle pour une sensation de temps de rupture de couple très court. En effet, dès que le véhicule atteint son accélération d'après le démarrage, le conducteur aura la sensation que le démarrage est terminé même si l'embrayage est encore glissant. REVENDICATIONS 1. Procédé de démarrage d'un véhicule équipé d'une transmission automatisée, munie d'un embrayage d'entrée, et d'un moteur thermique placés sous le contrôle d'un calculateur, ledit procédé étant initié par la détection (a) de la volonté de démarrage du véhicule et clos par la fermeture totale (f) de l'embrayage, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - l'asservissement du moteur thermique à une consigne de régime (11), - la fermeture partielle de l'embrayage rapidement tout en maintenant l'asservissement du moteur initié dans une phase précédente, - l'obtention d'une accélération du véhicule correspondant à la volonté du conducteur, - la suppression progressive du glissement de l'embrayage jusqu'à l'obtention d'un glissement d'embrayage nul (e), - la fermeture totale de l'embrayage. 2. Procédé de démarrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'asservissement du moteur à la consigne de régime (11) est initié dès que la volonté du conducteur de démarrer le véhicule est détectée (a). 3. Procédé de démarrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la consigne de régime (11) correspond au régime moteur minimum nécessaire au moteur pour fournir un couple équivalent au couple d'embrayage (12) à réaliser. 4. Procédé de démarrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la consigne de régime (11) est obtenue en définissant le couple d'embrayage (12) à réaliser en fonction de la position de la pédale d'accélérateur, une cartographie, représentant les caractéristiques pour le moteur du couple en fonction du régime, permettant de définir l'ensemble des régimes moteur pour lesquels le moteur peut réaliser ce couple d'embrayage (12), la valeur minimale de ces régimes moteur correspondant alors à la consigne de régime (11). 5. Procédé de démarrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embrayage et le moteur sont pilotés de façon à annuler le glissement de l'embrayage sans à-coups en fin de démarrage. 6. Procédé de démarrage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'embrayage et le moteur sont pilotés de façon à avoir une accélération du moteur proche de zéro lors de l'annulation du glissement. 7. Procédé de démarrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur de la transmission dialogue avec le calculateur de contrôle du moteur et pilote l'embrayage pour contrôler le glissement de l'embrayage ou le régime moteur lors du démarrage. 8. Procédé de démarrage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le calculateur de la transmission envoie des consignes de couples ou de régime au calculateur du moteur thermique lors du démarrage.