Brevet FR2908720A1 — publié le 20080523

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de change-ment de mode de fonctionnement d'un moteur à combustion interne dans un véhicule automobile équipé d'une ligne de transmission avec une boîte de vitesses à démultiplication variable. L'invention concerne également un dispositif et notamment un appareil de commande pour un moteur à combustion interne et un programme d'ordinateur pour la mise en oeuvre du procédé. Etat de la technique Parmi les moteurs à combustion interne de véhicule automobile, les moteurs à essence par injection dans la tubulure d'admission à injection directe ainsi que les moteurs Diesel à injection directe sont les plus répandus. On connaît différents procédés de combustion, à côté du procédé de combustion homogène et du procédé de combustion stratifié, par exemple la combustion Diesel homogène (HCCI) et la combustion à haute pression dans un moteur à essence (CAI). Il est également connu de couper certains cylindres. L'inconvénient de ces différents modes de fonctionnement est de ne pas être possible pour tous les points de fonctionnement du moteur à com- bustion interne. C'est pourquoi, il faut alterner le mode de fonctionne-ment en cours de fonctionnement ce qui se fait le cas échéant au détriment du confort, par exemple sous la forme d'un gradient de couple. Il est également connu de faire fonctionner les véhicules automobiles avec différents carburants par exemple des gaz naturels ou de l'essence. En cours de fonctionnement on peut commuter entre les carburants ce qui peut également se traduire par des gradients de couple. But de l'invention La présente invention a pour but de réduire les inconvénients de confort engendrés par les gradients de couple lors de la com- mutation du mode de fonctionnement d'un moteur à combustion interne. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le changement de mode de fonctionne- 2908720 2 ment se fait en même temps que l'on change de démultiplication de la transmission. L'invention concerne également un dispositif du type dé-fini ci-dessus caractérisé en ce que le changement de mode de fonction- 5 nement se fait en même temps que change le rapport de démultiplication de la transmission. Une modification de la démultiplication de la transmission est par exemple un changement de rapport dans le cas d'une boîte de vitesses manuelle, d'une boîte de vitesses automatique ou encore 10 d'un automate de transmission ou une variation du rapport de démultiplication dans le cas d'une transmission à variateur continu comme par exemple un variateur CVT. L'expression simultané signifie que le changement de mode de fonctionnement se fait en cours de commutation ou pendant le changement de démultiplication de transmission. Un 15 changement de démultiplication est lié à une variation de couple ou au moins un gradient de couple de sorte que le gradient de couple supplémentaire lié au changement de mode de fonctionnement n'est pas perceptible en plus. Il est prévu de préférence que le changement de mode de 20 fonctionnement se fasse pendant le fonctionne du moteur à combustion interne dans une certaine plage d'un champ de caractéristiques dès que l'on a une variation de la démultiplication de la transmission. Si le moteur à combustion interne fonctionne dans une certaine plage de champ de caractéristiques on peut supposer qu'un changement de mode de 25 fonctionnement est nécessaire avec un changement de démultiplication de transmission. Le changement est retardé ou avancé dès que l'on change de démultiplication de transmission. Un changement prévisible du mode de fonctionnement est détecté de préférence à l'aide des points actuels du mode de fonctionnement du moteur à combustion interne 30 dans le champ de caractéristiques et on reconnaît un gradient de la variation de l'état de fonctionnement dans le champ de caractéristiques ; le changement de mode de fonctionnement se fait lorsqu'on change de démultiplication dans la boîte de vitesses ou la transmission. L'expression gradient de variation de mode de fonctionnement dési- gne la direction et l'amplitude du déplacement du point de fonctionne- 2908720 3 ment dans le champ de caractéristiques. Le champ de caractéristiques est de préférence le champ de caractéristiques du couple en fonction du régime du moteur à combustion interne. Dans une boîte de vitesses le changement de mode de fonctionnement se fait de préférence pendant 5 le changement de rapport. Le changement de mode de fonctionnement dans le cas d'une boîte de vitesses se fait de préférence ainsi lorsque l'embrayage de la ligne de transmission entre le moteur à combustion interne et la boîte de vitesses est en partie débrayé. Le changement de mode de fonctionnement dans le cas d'une boîte de vitesses à double 10 embrayage, comportant deux embrayages se fait de préférence pendant un changement de rapport lorsque les deux embrayages patinent. Le changement de mode de fonctionnement d'une boîte de vitesses automatique se fait avec l'embrayage de coupure de préférence lorsqu'il est ouvert. 15 Le problème évoqué ci-dessus est également résolu par un procédé de changement de mode de fonctionnement d'un moteur à combustion interne équipant un véhicule, comportant une ligne de transmission équipée d'un embrayage pour couper au moins en partie la transmission du couple entre le moteur à combustion interne et la 20 ligne de transmission et lors d'un changement de mode de fonctionne-ment, on ouvre au moins en partie l'embrayage pour faire patiner dans la transmission de couple entre le moteur à combustion interne et la ligne de transmission. L'embrayage est de préférence un embrayage dans la ligne de transmission du véhicule entre le moteur à combustion 25 interne et la boîte de vitesses. Pendant le changement de mode de fonctionnement, on ouvre partiellement l'embrayage qui patine. Selon un autre mode de réalisation préférentiel, de façon générale l'embrayage comporte deux embrayages dans la ligne de transmission du véhicule entre le moteur et la boîte de vitesses à double embrayage ; les deux 30 embrayages sont partiellement ouverts pour patiner pendant le changement de mode de fonctionnement. De même l'embrayage peut être un embrayage de coupure d'une boîte de vitesse automatique dans la ligne de transmission du véhicule entre le moteur et la ligne de transmission, cet embrayage étant ouvert pendant le changement de mode de fonc- 35 tionnement. 2908720 4 Le problème évoqué ci-dessus, est également résolu par un dispositif notamment un appareil de commande d'un moteur à combustion interne comportant des moyens permettant de changer le mode de fonctionnement du moteur d'un véhicule avec une ligne de transmis- 5 Sion et une boîte de vitesses à rapports variables, le changement de mode de fonctionnement se faisant en même temps que l'on modifie le rapport de démultiplication de la boîte de vitesses ; Le problème évoqué ci-dessus aussi est résolu par un dispositif notamment un appareil de commande d'un moteur à combus- 10 tion interne comportant des moyens permettant de changer le mode de fonctionnement du moteur à combustion interne du véhicule équipé d'une ligne de transmission avec un embrayage pour couper au moins partiellement la transmission du couple entre le moteur et la ligne de transmission, ce dispositif étant caractérisé en ce que lors d'un chan- 15 gement de mode de fonctionnement, on ouvre au moins en partie l'embrayage pour faire patiner la transmission de couple entre le moteur à combustion interne et la ligne de transmission. Le problème posé cidessus est également résolu par un programme d'ordinateur avec un code programme pour exécuter toutes 20 les étapes selon un procédé de l'invention lorsque le programme est exécuté par un ordinateur. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide des dessins annexés dans lesquels : 25 - la figure 1 montre un champ de caractéristiques d'un moteur à combustion interne, - la figure 2 est une esquisse d'une commande dans le cas d'une boîte de vitesses automatisée, - la figure 3 est une esquisse d'une commande selon l'invention dans 30 le cas d'une boîte de vitesses à rapports. Description de mode de réalisation de l'invention La figure 1 montre un exemple de champ de caractéristiques de moteur K, c'est-à-dire un diagramme en forme de coquillages, d'un moteur à combustion interne. On a représenté le couple T fourni 35 par le moteur en fonction de son régime (vitesse de rotation n). On sup- 2908720 5 pose que le moteur à combustion interne entraîne un véhicule automobile. Le moteur à combustion interne fait partie d'une ligne de transmission du véhicule ; la ligne de transmission comprend un moteur à combustion interne avec une transmission à démultiplication variable 5 pour entraîner les roues motrices. La transmission peut être par exemple une boîte mécanique ou à rapports et dans ce cas, on a un embrayage commuté entre le moteur à combustion interne et la boîte de vitesses ; il peut également s'agir d'une boîte de vitesses à rapports, automatisée et dans ce cas on a également un embrayage entre le moteur 10 à combustion interne et la boîte de vitesses. Il peut s'agir aussi d'un au-tomate de transmission avec un convertisseur de couple et des rapports à commutation hydraulique ; le convertisseur de couple est court-circuité par un embrayage de coupure ou encore il peut s'agir d'une transmission à double embrayage comprenant deux embrayages ; la 15 transmission à deux embrayages comprend deux lignes de transmission indépendantes reliées alternativement au moteur à combustion interne par un embrayage associé à chaque ligne de transmission. La transmission peut également être un variateur continu (variateur CVT). Toutes les transmissions et embrayages décrits ci-dessus sont connus en soi et 20 ne nécessitent pas de description détaillée. Le moteur à combustion interne peut être un moteur Diesel ou un moteur à essence. On connaît différents modes de fonctionnement à la fois, dans le cas des moteurs Diesel et des moteurs à essence,. D'une part, en particulier, pour les moteurs à essence, on 25 peut avoir différents modes de fonctionnement pour l'injection et la combustion du carburant, par exemple le procédé de combustion homogène et le procédé de combustion stratifié ou une combinaison des deux, une combustion Diesel homogène (HCCI), une combustion à essence à très forte compression (CAI) ou analogue. On peut alterner en- 30 tre ces différents modes de fonctionnement pendant que le moteur à combustion interne fonctionne ce qui se traduit en général par un gradient de couple. Il est également connu par exemple en cas de plage de charge partielle, de couper certains cylindres du moteur et de les réactiver lorsqu'il faut fournir un couple important (coupure de cylindres). 35 Dans ce cas également, lors de la coupure et de la réactivation de cylin- 2908720 6 dre(s) on a des variations de couple. En outre, il est connu de faire fonctionner les moteurs à combustion interne avec des carburants différents, par exemple au choix de l'essence ou du gaz naturel. Dans ce cas également, lors de la commutation de la combustion d'un type de car- 5 burant à l'autre, on a des variations brusques de couple. La commutation entre les différents modes de fonctionnement est maintenant prévue à l'instant auquel on change le rapport de transmission dans le cas d'une boîte mécanique ou d'une boîte mécanique automatique cela se fait lors d'un changement de rapport. 10 Dans le cas d'une commutation, la démultiplication de transmission coïncide avec un changement de mode de fonctionnement. On peut également mettre la ligne de transmission dans un état souple dans lequel par exemple pour une transmission automatique, on ouvre l'embrayage de coupure ou dans le cas d'une boîte de vitesses au- 15 tomatisée ou d'une transmission à double embrayage on fait intentionnellement patiner l'embrayage. Cela est représenté dans l'exemple de la figure 1 avec un champ de caractéristiques K du couple moteur T en fonction de la vitesse de rotation (n) ou régime du moteur à combustion interne. La 20 courbe de charge maximale VK délimite la plage utile vers les puissances élevées. Plusieurs courbes BF caractérisent un champ de fonctionnement stationnaire. Les courbes en trait interrompu dont l'une porte la référence T(P=constant) est marquée par une vitesse de rotation/couple de puissance constante. Les chiffres 275, 300, 325, 350, 400, 450, 500 25 des courbes caractérisent des lignes spécifiques pour lesquelles la consommation be=constante rapportée à la puissance. Pour un couple moteur d'environ 65 Newton.mètre et pour une vitesse de rotation maximale d'environ 4.7001/min, on change de mode de fonctionnement du moteur. Ce changement de mode 30 de fonctionnement est représenté par la ligne en trait plein A. On a ainsi deux zones dans le champ de caractéristiques avec chaque fois des modes de fonctionnement différents ; d'une part un mode de fonctionne-ment I pour un couple moteur supérieur à 65 Nm ou une vitesse de rotation supérieure à 4.700 1/min et d'autre part un mode de fonction- 35 nement II pour un couple moteur inférieur à 65 Nm et une vitesse de 2908720 7 rotation inférieure à 4.700 1/min. Si dans le champ de caractéristiques de la figure 1, on dépasse la ligne A pour une variation de vitesse de rotation ou une variation de couple, on aura une commutation de mode de fonctionnement. Dans le champ de caractéristiques, les lignes G1, 5 G2, G3, G4 et G5 sont représentées pour des rapports différents de la boîte de vitesses de même que les lignes en trait interrompu P correspondent à des puissances identiques. Un changement de rapport se traduit par un décalage des points de fonctionnement le long d'une ligne P de même puissance jusqu'au point d'intersection respectif avec la 10 ligne du rapport correspondant de la boîte de vitesses ; pour passer du quatrième rapport par exemple du cinquième rapport, on passe d'un point 2 à un point 4. En changeant du point 2 au point 4, la ligne P coupe la ligne A de sorte qu'il faut changer de mode de fonctionnement. Ce changement de mode de fonctionnement est maintenant simultané 15 au changement de rapport en passant du quatrième rapport au cinquième rapport c'est-à-dire du point 2 au point 4. De façon correspondante, le changement de mode de fonctionnement se fait de façon inverse c'est-à-dire par exemple lorsqu'on commute du cinquième rapport au quatrième rapport ; dans l'exemple de la figure 1, il s'agit d'une 20 commutation entre le point 4 et le point 2. La zone du champ de caractéristiques pour le mode de fonctionnement respectif I ou II se fait non seulement lors du dépasse-ment de la ligne A mais dès que le point de fonctionnement est emprisonné dans une plage ou couloir KAB compris entre la ligne A et la ligne 25 en pointillés B. On a ensuite un changement du troisième rapport au point de fonctionnement 1 vers le quatrième rapport au point de fonctionnement 2 si bien que l'on ne passe pas du mode de fonctionnement II au mode de fonctionnement I mais on arrive dans le couloir K comme point de fonctionnement. Comme on change du mode de fonctionne- 30 ment II dans le couloir K, entre temps avec la commutation du troisième rapport dans le quatrième rapport, le mode de fonctionnement passe dans le mode de fonctionnement I. Inversement, c'est-à-dire si par exemple on change du point de fonctionnement 4 avec le cinquième rapport au point de fonctionnement 2 avec le quatrième rapport, le 35 mode de fonctionnement I change dans le couloir K de sorte qu'il y a 2908720 8 également un changement de mode de fonctionnement au cours du changement de rapport. Dans le cas d'une transmission automatique (ASG), l'instant de commutation du mode de fonctionnement coïncide avec un 5 changement de rapport. Comme le changement de rapport est commandé de façon électronique, cette information est disponible pour l'appareil de commande ce qui permet de synchroniser la commutation du mode de fonctionnement avec le changement de rapport. Dans le cas d'une boîte de vitesses automatique avec un convertisseur, la commutation du mode de fonctionnement se fait au cours de la phase à embrayage W, ouvert, pour utiliser l'amortissement par le convertisseur hydrodynamique de couple. Dans le cas d'une transmission à double embrayage, on déplace l'instant de la commutation du mode de fonctionnement dans les phases dans lesquelles l'embrayage patine ou le 15 point de commutation est décalé pour tomber dans les phases de commutation du mode de fonctionnement du moteur à combustion interne. Dans ce cas également, on dispose toujours des informations concernant l'instant de la commutation par le circuit électronique, qui est fourni à l'appareil de commande. Dans le cas d'une boîte de vitesses 20 manuelle, on commute le mode de fonctionnement lorsque l'embrayage est ouvert lors d'un changement de rapport. L'ouverture de l'embrayage peut se détecter par exemple à l'aide d'un commutateur équipant l'embrayage ou en fonction de la pédale d'accélérateur ou du couple fourni actuellement au cours de l'opération de commutation. 25 La figure 2 montre un exemple de réalisation d'une commande de boîte de vitesses automatique. Il peut s'agir à la fois d'une boîte de vitesses automatisée ou d'une boîte de vitesses automatique. En fonction du souhait du conducteur (couple souhaité WM) et/ ou de la vitesse V du véhicule, le coordinateur de mode de fonctionnement KO 30 définit le mode de fonctionnement B du moteur à combustion interne M. La transmission AG indique le rapport de vitesses passé actuelle-ment EG, au coordinateur de mode de fonctionnement KO. Lorsqu'on arrive à une commutation de mode de fonctionnement, celle-ci est exécutée en même temps que l'actionnement de la transmission AG, par 35 exemple avec l'ouverture de l'embrayage W, d'une opération de commu- 2908720 9 tation S pour une boîte de vitesses automatisée, une variation de dé-multiplication dans le cas d'un variateur continu, d'un circuit de chevauchement dans le cas d'une transmission à double embrayage. Le changement d'un mode de fonctionnement dans une plage plus petite il 5 s'agit du mode de fonctionnement II selon la figure 1 vers le mode de fonctionnement avec cette plage de fonctionnement (il s'agit du mode de fonctionnement I de la figure 2) doit se faire au plus tard à la limite du mode de fonctionnement qui correspond à ligne A à la figure 1. Un changement inverse à partir du mode de fonctionnement avec la plage 10 de fonctionnement la plus grande dans le mode de fonctionnement avec la plage de fonctionnement la plus petite comme à la figure 1 est un changement du mode de fonctionnement I dans le mode de fonctionne-ment II qui se fait de la même manière. Un exemple de réalisation d'une commande avec une 15 boîte de vitesses manuelle est représenté à la figure 3. Le coordinateur de mode de fonctionnement KO détermine dans ce cas également en utilisant la vitesse V du véhicule, la position de la pédale d'accélérateur (couple souhaité WM) ou analogue, si une commutation de mode de fonctionnement doit être faite. Cette commutation sera effectuée dès 20 que l'embrayage sera ouvert ce qui est signalé au coordinateur de mode de fonctionnement KO par l'état K de l'embrayage. 25 REVENDICATIONS 1 ) Procédé de changement de mode de fonctionnement (I, II) d'un moteur à combustion interne dans un véhicule automobile équipé d'une ligne de transmission avec une boîte de vitesses à démultiplication va- riable, caractérisé en ce que le changement de mode de fonctionnement (I, II) se fait en même temps que l'on change de démultiplication de la transmission. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le changement de mode de fonctionnement (I, II) se fait dans le cas du fonctionnement du moteur à combustion interne dans une certaine plage (KAB) d'un champ de caractéristiques (K), dès qu'il y a un chan- gement de démultiplication de la transmission. 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu' on reconnaît un changement à effectuer du mode de fonctionnement à l'aide du point actuel du mode de fonctionnement (I, II) du moteur à combustion interne dans le champ de caractéristiques (K) et d'un gradient (G) de la variation de l'état de fonctionnement dans le champ de caractéristiques (K) et on fait le changement de mode de fonctionnement (I, II) lorsqu'on change la démultiplication de la transmission. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le champ de caractéristiques (K) est un champ de caractéristiques du couple (T) en fonction de la vitesse de rotation (n). 5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le changement de mode de fonctionnement (I, II) se fait dans le cas d'une boîte de vitesses mécanique pendant un changement de rapport de vitesses. 2908720 11 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le changement de mode de fonctionnement (I, II) dans le cas d'une boîte de vitesses à rapports se fait lorsque l'embrayage de la ligne de trans- 5 mission entre le moteur à combustion interne et la transmission est au moins en partie ouvert. 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 10 le changement de mode de fonctionnement (I, II) dans le cas d'une transmission à double embrayage comprenant deux embrayages se fait au cours du changement de rapport lorsque les deux embrayages patinent. 15 8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le changement de mode de fonctionnement (I, II) d'une boîte de vitesses automatique avec embrayage (W) se fait lorsque l'embrayage (W) est ou-vert. 20 9 ) Procédé de changement de mode de fonctionnement (I, II) d'un moteur à combustion interne d'un véhicule équipé d'une ligne de transmission avec une installation d'embrayage pour ouvrir au moins partiellement la transmission du couple entre le moteur à combustion 25 interne et la ligne de transmission, caractérisé en ce que dans un changement de mode de fonctionnement (I, II), on ouvre au moins en partie l'installation d'embrayage de façon à produire du patinage dans la transmission du couple entre le moteur à combustion in- 30 terne et la ligne de transmission. 10 ) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'installation d'embrayage est un embrayage installé dans la ligne de 35 transmission d'un véhicule entre le moteur à combustion interne et la 2908720 12 boîte de vitesses et pendant le changement de mode de fonctionnement, on fait patiner l'embrayage en l'ouvrant partiellement. 11 ) Procédé selon la revendication 9, 5 caractérisé en ce que l'installation d'embrayage comprend deux embrayage dans la ligne de transmission d'un véhicule entre le moteur à combustion interne et une transmission à double embrayage et les deux embrayage sont mis partiellement en patinage pendant le changement de mode de fonctionne-ment. 12 ) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'installation d'embrayage est un embrayage (W) avec un automate de 15 transmission dans la ligne de transmission d'un véhicule entre le moteur à combustion interne et la ligne de transmission et l'embrayage (W) est ouvert pendant le changement de mode de fonctionnement. 13 ) Dispositif notamment appareil de commande d'un moteur à corn- 20 bustion interne comprenant des moyens permettant de changer de mode de fonctionnement (I, II) du moteur à combustion interne du véhicule équipé d'une ligne de transmission avec une transmission à démultiplication variable, caractérisé en ce que 25 le changement de mode de fonctionnement (I, II) se fait en même temps que change le rapport de démultiplication de la transmission. 14 ) Dispositif notamment appareil de commande d'un moteur à combustion interne comprenant des moyens permettant de changer de 30 mode de fonctionnement (I, II) du moteur à combustion interne du véhicule avec une ligne de transmission équipée d'une installation d'embrayage pour ouvrir au moins partiellement la transmission du couple entre le moteur à combustion interne et la ligne de transmission, caractérisé en ce qu' 5 2908720 13 en cas de changement de mode de fonctionnement (I, II), on ouvre au moins en partie l'installation d'embrayage pour faire patiner la transmission de couple entre le moteur à combustion interne et la ligne de transmission. 15 ) Programme d'ordinateur comportant un code programme pour exécuter toutes les étapes selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 12 lorsque le programme est exécuté sur un ordinateur. 10 15