Brevet FR2910421A1 — publié le 20080627

PROCEDE ET DISPOSITIF DE PILOTAGE D'UN MOTEUR DE VEHICULE A TRANSMISSION MANUELLE LORS D'UN CHANGEMENT DE RAPPORT DE VITESSE. La présente invention concerne un procédé de pilotage d'un moteur de véhicule à transmission manuelle lors d'un changement de rapport de vitesse. Elle peut s'appliquer, de manière plus générale, à d'autres situations de conduite imposant au conducteur de lever le pied. La présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Par véhicule à transmission manuelle, on entend tout véhicule, en particulier tout véhicule automobile, équipé d'un embrayage commandé par une pédale à la charge du conducteur. Sur ces véhicules, le passage de vitesse se fait en ôtant le pied droit de la pédale d'accélérateur pendant le débrayage, c'est-à-dire pendant la plus grande partie du temps où le pied gauche appuie à fond sur la pédale d'embrayage. Ceci permet de ne pas emballer le moteur pendant le changement de rapport de vitesse. La pédale d'embrayage étant enfoncée, le lien est rompu et la puissance du moteur n'est plus transférée aux roues motrices ; tout enfoncement de la pédale d'accélérateur augmenterait exagérément le régime moteur. C'est pendant que le lien est interrompu que le conducteur change de rapport. Une fois le changement de rapport de vitesse effectué, le conducteur termine l'opération en relevant progressivement le pied gauche de l'embrayage tout en enfonçant modérément le pied droit sur la pédale d'accélérateur pour réussir le changement de vitesse, c'est-à-dire pour limiter le patinage de l'embrayage et parvenir à un synchronisme du régime moteur et du régime d'entrée de boîte de vitesses. Le conducteur peut ensuite lever son pied gauche de la pédale d'embrayage et enfoncer, selon son souhait, la pédale d'accélérateur. 2910421 2 On notera qu'il est difficile d'obtenir exactement la même accélération du véhicule avant et après le changement de rapport de vitesse, essentiellement parce qu'en relevant le pied droit, le conducteur perd sa 5 référence et doit procéder par tâtonnements pour retrouver le comportement attendu lorsqu'il repose le pied sur la pédale. On connaît déjà des dispositifs associés à des boîtes de vitesses de véhicules automobiles, qui 10 permettent de contrôler le moteur à la place du conducteur pendant une phase de changement de rapport de vitesse. Ainsi, la demande de brevet d'invention français n FR 2 661 374 décrit un dispositif d'actionnement d'un 15 embrayage à friction pour véhicule automobile, l'embrayage étant disposé entre le moteur et la boîte de vitesses. Dans ce dispositif, une commande diminue la puissance du moteur pendant le changement de vitesse de la boîte et pendant le passage de la boîte de vitesses au 20 point mort. Lors du réembrayage qui suit le changement de vitesse, la vitesse de rotation du moteur est automatiquement adaptée à la vitesse d'entrée de la boîte de vitesses, de façon à éviter les à-coups. Lorsqu'on descend les vitesses de la boîte, il est produit une 25 accélération dite accélération intermédiaire (double débrayage) pour solliciter aussi peu que possible les dispositifs de synchronisation forcée de la boîte de vitesses. Un tel dispositif permet de changer les vitesses de la boîte, tout en protégeant l'embrayage à 30 friction et sans porter atteinte au confort. Pendant le changement de vitesse, le dispositif prend en compte la position de la pédale d'accélérateur au début de la phase de changement de vitesse, puis prend le contrôle pour répondre aux contraintes du changement de vitesses avant 35 de rendre la main au conducteur une fois la changement de vitesse effectué. Toutefois, ce dispositif 2910421 3 s'applique aux véhicules à boite de vitesses à embrayage piloté. On connaît également, selon la publication de la demande de brevet d'invention européen EP 0 393 929 Al, 5 un système d'accélérateur électronique, qui comporte un moyen de détection de l'utilisation de la pédale d'embrayage et de la position du point mort de la boîte de vitesses. La connaissance de l'utilisation de l'embrayage et du sélecteur de vitesse permet de détecter 10 le début d'une phase de changement de rapport et de modifier la réponse de l'accélérateur, de façon à rendre cette dernière plus réactive. Par contre, si la courbe de réponse de l'accélérateur est modifiée, seul le conducteur peut choisir de modifier le dosage, donc pas 15 de passage de vitesse pied au plancher . Le but de la présente invention est de fournir un procédé de pilotage d'un moteur de véhicule à transmission manuelle dans une situation qui impose au conducteur de lever le pied, notamment lors d'un 20 changement de rapport de vitesse, qui permette au conducteur d'effectuer ledit changement de rapport, et par conséquent de débrayer, sans ôter son pied de la pédale d'accélérateur, de façon à lui permettre de retrouver plus aisément le comportement souhaité du 25 véhicule une fois le nouveau rapport de vitesse engagé. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel procédé, qui permette d'apporter au conducteur un meilleur confort de conduite. Un autre but de la présente invention est de 30 fournir un tel procédé, qui soit de conception simple, et mise en oeuvre aisée. Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, qui soit simple, et fiable. 35 Pour parvenir à ces buts, la présente invention propose un nouveau procédé de pilotage d'un moteur de véhicule à transmission manuelle lors d'un changement de 2910421 4 condition de fonctionnement du véhicule nécessitant de lever le pied de la pédale d'accélérateur, lequel procédé comporte les étapes suivantes : on détermine si le conducteur est en train 5 d'engager un changement de condition de fonctionnement du véhicule, et, si c'est le cas, - on pilote le régime moteur en se substituant à la demande exprimée par l'enfoncement de la pédale d'accélérateur par le conducteur, et 10 on redonne ensuite au conducteur la commande du moteur lorsque ledit changement de condition de fonctionnement du véhicule est terminé. Selon un mode préféré de réalisation de la présente invention, le changement de condition de fonctionnement 15 est un changement de rapport de vitesse, et le procédé comporte alors les étapes suivantes : on détermine si le conducteur est en train de changer de rapport de vitesse et, si c'est le cas, on effectue une coupure de la demande de couple 20 moteur dès que la chaîne de traction du véhicule est ouverte, ensuite, lorsque la chaîne de traction est de nouveau fermée, on rétablit la demande de couple moteur avec un couple moteur qui correspond à celui demandé par 25 la position de la pédale d'accélérateur actionnée par le conducteur à chaque instant, et - on redonne enfin au conducteur la commande du moteur lorsque ledit changement de rapport de vitesse est terminé. 30 De manière préférentielle, le procédé comporte les étapes suivantes . on détermine si le conducteur est en train de changer de rapport de vitesse et, si c'est le cas, on effectue une coupure de la demande de couple 35 moteur dès que la chaîne de traction du véhicule est ouverte, 2910421 5 - ensuite, lorsque la chaîne de traction est de nouveau fermée, on rétablit la demande de couple moteur avec un couple moteur qui correspond à celui demandé par la position de la pédale d'accélérateur à cet instant, de 5 telle sorte que le conducteur obtiendra une valeur égale à celle du moteur immédiatement avant ladite coupure s'il maintient son pied à la même position sur la pédale d'accélérateur pendant le changement de rapport de vitesse, et 10 on redonne au conducteur la commande du moteur lorsque ledit changement de rapport de vitesse est terminé. Le procédé de la présente invention n'est pas limité à un changement de rapport de vitesse ; d'autres 15 situations de conduite nécessitant de lever le pied de la pédale d'accélérateur, comme le freinage par exemple, peuvent être envisagés sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. Dans cet exemple d'autre situation de conduite, le moyen de contrôle peut ainsi 20 lever le pied à la place du conducteur. La présente invention propose également un nouveau dispositif de pilotage d'un moteur de véhicule à transmission manuelle lors d'un changement de condition de fonctionnement du véhicule, pour la mise en oeuvre du 25 procédé décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. Ce nouveau dispositif comporte un moyen de contrôle du moteur qui comprend : - un moyen de détermination de l'existence d'un changement de condition de fonctionnement en cours, et 30 - un moyen de commande du régime moteur actif pendant ledit changement de condition de fonctionnement et inactif lorsque ce dernier est terminé. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le changement de condition de fonctionnement 35 est un changement de rapport de vitesse, et le moyen de contrôle du moteur effectue une coupure de la demande de couple moteur dès que la chaîne de traction du véhicule 2910421 6 est ouverte, et ensuite, lorsque la chaîne de traction est de nouveau fermée, rétablit la demande de couple moteur avec un couple moteur qui correspond à celui demandé par la position de la pédale d'accélérateur à cet 5 instant, de telle sorte que le conducteur obtiendra une valeur égale à celle du moteur immédiatement avant ladite coupure s'il maintient son pied à la même position sur la pédale d'accélérateur pendant le changement de rapport de vitesse. 10 En variante, le régime moteur peut être rétabli avec un couple moteur qui correspond à celui demandé par la position de la pédale d'accélérateur actionnée par le conducteur. De préférence, le moyen de détermination de 15 l'existence d'un changement de condition de fonctionnement en cours, notamment d'un changement de rapport de vitesse, comprend des moyens de mesure de la position de l'embrayage, de la position de la pédale d'accélérateur, du rapport de boîte de vitesses engagé, 20 du régime moteur et de la vitesse du véhicule. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, 25 accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 représente, de manière schématique, les entrées/sorties du moyen de contrôle du moteur, appliquées à une situation de changement de rapport de vitesse, selon la présente invention, 30 - la figure 2 représente, de manière schématique, le flux de mesures et de contrôles du moyen de contrôle de la figure 1, lorsque l'embrayage est fermé, la figure 3 représente, de manière schématique, le flux de mesures et de contrôles du moyen de contrôle 35 de la figure 1, lorsque l'embrayage est ouvert ou glissant, 2910421 7 - la figure 4 est un graphe qui illustre le fonctionnement du dispositif de l'invention, lorsque le conducteur ne change pas la position d'enfoncement de la pédale d'accélérateur pendant un changement de rapport de 5 vitesse. En référence au schéma de principe de la figure 1, les pédales E, F et A sont, de manière conventionnelle, la pédale d'embrayage/débrayage, la pédale de frein et la pédale d'accélérateur, respectivement. 10 La pédale d'embrayage/débrayage E commande le dispositif d'embrayage EMB, et la pédale d'accélérateur A commande le moteur M, ces deux liaisons de commande conventionnelles étant illustrées schématiquement par les flèches iE et iM, respectivement. 15 Entre le mécanisme d'embrayage EMB et la roue R est placée la boîte de vitesses BV. La présente invention ajoute à cette architecture conventionnelle un moyen de contrôle du moteur, référencé FP. Ce moyen de contrôle FP permet au conducteur de ne 20 pas ôter son pied droit de la pédale d'accélérateur A lorsqu'il débraie avec le pied gauche. Le moyen de contrôle FP a donc pour fonction de permettre au conducteur de conserver son pied droit à la même position entre le début et la fin d'un changement de rapport de 25 vitesse, et donc de retrouver plus aisément le comportement souhaité du véhicule une fois le nouveau rapport de vitesse engagé. Le moyen de contrôle FP comporte un moyen de détermination de l'existence d'un changement de rapport 30 de vitesse en cours, et un moyen de commande du moteur actif pendant le changement de rapport de vitesse et inactif lorsque ce dernier est terminé. Le moyen de détermination de l'existence d'un changement de rapport de vitesse en cours est constitué 35 de moyens de mesure et d'estimation, connus en eux-mêmes, de la position de l'embrayage, de la position de la 2910421 8 pédale d'accélérateur, du rapport de boîte de vitesses engagé, du régime moteur et de la vitesse du véhicule. Les références a, b, c et g désignent les circuits des signaux des informations données par ces moyens de 5 mesure et d'estimation au moyen de contrôle FP. Le moyen de commande du moteur, actif pendant le changement de rapport de vitesse et inactif lorsque ce dernier est terminé, est illustré par la flèche d. Partant des informations recueillies selon les 10 signaux illustrés par a, b, c et g, le moyen de contrôle FP détermine si le conducteur est ou n'est pas en train de changer de rapport de vitesse. Si ce n'est pas le cas, le moyen de contrôle est inactif. Dès qu'un changement de rapport de vitesse est détecté, le moyen de contrôle FP 15 prend la main sur la commande du moteur. La figure 2 représente, schématiquement, le flux de mesures et de contrôles, lorsque l'embrayage EMB est fermé, c'est-à-dire lorsque le conducteur n'est pas en train de changer de rapport de vitesse. Dans cette 20 situation, le moyen de commande d est désactivé, et cette désactivation est illustrée par son trait représentatif en pointillé. Les circuits a, b, c et g sont également désactivés, en traits pointillés. Le moteur M est contrôlé par la demande exercée par le conducteur qui 25 enfonce la pédale d'accélérateur A. La figure 3 représente, schématiquement, le flux de mesures et de contrôles, lorsque l'embrayage est ouvert ou glissant, c'est-à-dire lorsque le conducteur est en train de changer de rapport de vitesse et enfonce la 30 pédale d'embrayage E. Dans cette situation, le moyen de commande d est activé, et cette activation est illustrée par son trait représentatif en plein. Les circuits a, b, c et g sont également activés, en traits pleins. Le moteur M n'est plus contrôlé directement par la demande 35 exercée par le conducteur qui enfonce la pédale d'accélérateur A (iM est, en conséquence, en trait pointillé). Le moyen de contrôle FP prend la main sur 2910421 9 la commande directe du moteur, c'est-à-dire que le moyen de contrôle FP se substitue à la demande exprimée par l'enfoncement de la pédale d'accélérateur pour commander le moteur. 5 Les fonctions du moyen de contrôle FP sont alors les suivantes . éviter l'emballement du moteur lors de l'ouverture de l'embrayage, en contrôlant le régime moteur, 10 - maintenir le régime moteur à un niveau adapté pendant la phase où l'embrayage est ouvert, et - remettre le moteur sous charge lorsque le conducteur relâche la pédale d'embrayage E pour amener le régime du moteur au régime de synchronisme (suppression 15 du patinage), puis amener le couple moteur à une valeur demandée par l'enfoncement de la pédale d'accélérateur A. Dès que le couple moteur C atteint la valeur demandée CMD par le conducteur et que l'embrayage est fermé, le moyen de contrôle FP redonne la main au 20 conducteur. Il va de soi que le conducteur peut librement modifier la position de son pied droit sur la pédale d'accélérateur A pendant le changement de rapport. Dans une telle hypothèse, lors du réembrayage, le moyen de 25 contrôle FP fait en sorte de remettre le couple moteur de manière à obtenir le couple demandé par l'enfoncement de la pédale d'accélérateur A évalué à chaque instant. Ainsi, si le conducteur a relevé le pied, le moyen de contrôle FP ne remettra pas le moteur sous charge à la 30 fin du passage de la vitesse. Si, au contraire, le conducteur a enfoncé davantage le pied droit sur la pédale d'accélérateur A, le moyen de contrôle FP amènera le moteur à un niveau de couple moteur plus élevé pour satisfaire la nouvelle demande du conducteur et lui 35 redonner le contrôle sans discontinuité. La figure 4 est un graphe qui illustre le fonctionnement du dispositif de l'invention, lorsque le 2910421 10 conducteur ne change pas la position d'enfoncement de la pédale d'accélérateur pendant un changement de rapport de vitesse. L'évolution du couple moteur C, sur l'axe des 5 ordonnées, est représentée en fonction du temps t, sur l'axe des abscisses. CMD représente le couple moteur demandé, lié à l'enfoncement de la pédale d'accélérateur A. On a représenté avec un trait plein la demande de couple 10 moteur liée à l'enfoncement de la pédale d'accélérateur A. On a représenté avec un trait pointillé la demande effective sortant du moyen de contrôle FP. To est l'instant du début de l'ouverture de l'embrayage, 15 TF est l'instant du début de la fermeture de l'embrayage, TT est l'instant de la fin de la fermeture de l'embrayage. En conséquence, l'embrayage est ouvert pendant la 20 période TF - To, soit la période référencée EMBoov. La fermeture de l'embrayage dure pendant une période de transition référencée OFMB La demande effective sortant du moyen de contrôle est celle liée à l'enfoncement de la pédale 25 d'accélérateur A immédiatement avant To et immédiatement après TT, selon les périodes de temps référencées EMFFFR. Comme représenté sur le graphe de la figure 4, la demande sortant du moyen de contrôle FP vient se substituer à celle liée à l'enfoncement de la pédale 30 d'accélérateur A pendant toute la durée pendant laquelle l'embrayage n'est pas complètement fermé, par conséquent pendant la durée qui s'étend de To à TT. Pendant toute cette période, le moteur est piloté par le moyen de contrôle FP à la place du conducteur actionnant la pédale 35 d'embrayage E. Le moyen de contrôle assure la coupure du moteur lors de l'ouverture de la chaîne de traction du véhicule, puis la reprise du couple moteur lors de la 2910421 11 fermeture de la chaîne de traction. Grâce au moyen de contrôle FP, le conducteur peut maintenir son pied droit sur la pédale d'accélérateur pendant le changement de rapport de vitesse, et conserver ainsi le point de 5 fonctionnement du véhicule malgré le changement de rapport de vitesse. Bien que la description ci-dessus concerne une situation de changement de rapport de vitesse, la présente invention n'est pas limitée à ce mode de 10 réalisation donné à titre d'exemple ; d'autres situations de conduite nécessitant de lever le pied de la pédale d'accélérateur, comme le freinage par exemple, peuvent être envisagées sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. Dans cet autre exemple de 15 situation de conduite, le moyen de contrôle peut ainsi lever le pied à la place du conducteur. De façon générale, la présente invention concerne donc un procédé de pilotage d'un moteur de véhicule à transmission manuelle lors d'un changement de condition 20 de fonctionnement du véhicule nécessitant de lever le pied de la pédale d'accélérateur, qui comporte les étapes suivantes, prises en combinaison : - on détermine si le conducteur est ou n'est pas en train d'engager ledit changement de condition de 25 fonctionnement et, si c'est le cas, - on contrôle le moteur en se substituant à la demande exprimée par l'enfoncement de la pédale d'accélérateur par le conducteur, et - on redonne ensuite au conducteur la commande du 30 moteur lorsque le changement de condition de fonctionnement du véhicule est terminé. La présente invention s'applique à des situations pendant lesquelles le conducteur garde le pied sur la pédale d'accélérateur ; ce qui est différent de nombreux 35 dispositifs qui s'appliquent uniquement à des fonctionnements en régulation de vitesse, c'est-à-dire 2910421 12 sans que le conducteur ait le pied sur la pédale d'accélérateur. La présente invention présente de nombreux avantages, parmi lesquels : 5 - avec le dispositif selon l'invention, il est aisé d'obtenir exactement la même accélération avant et après le passage du rapport de vitesse, le conducteur ne perdant pas sa référence, - le procédé et le dispositif sont relativement 10 simples et fiables, et ils ont pour résultat de participer à l'obtention d'un meilleur confort de conduite. REVENDICATIONS 1. Procédé de pilotage d'un moteur de véhicule à transmission manuelle lors d'un changement de condition de fonctionnement du véhicule nécessitant de lever le pied de la pédale d'accélérateur, caractérisé par les étapes suivantes . on détermine si le conducteur est en train d'engager un changement de condition de fonctionnement du 10 véhicule, et, si c'est le cas, - on pilote le régime moteur (M) en se substituant à la demande exprimée par l'enfoncement de la pédale d'accélérateur (A) par le conducteur, et - on redonne ensuite au conducteur la commande du 15 moteur (M) lorsque ledit changement de condition de fonctionnement du véhicule est terminé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit changement de condition de fonctionnement est un changement de rapport de vitesse, et en ce que le 20 procédé comporte les étapes suivantes : - on détermine si le conducteur est ou n'est pas en train de changer de rapport de vitesse et, si c'est le cas, - on effectue une coupure de la demande de couple 25 moteur dès que la chaîne de traction du véhicule est ouverte, -ensuite, lorsque la chaîne de traction est de nouveau fermée, on rétablit la demande de couple moteur avec un couple moteur (CMD) qui correspond à celui demandé 30 par la position de la pédale d'accélérateur (A) actionnée par le conducteur à chaque instant, et - on redonne enfin au conducteur la commande du moteur lorsque ledit changement de rapport de vitesse est terminé. 35 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le changement de condition de fonctionnement est 2910421 14 un changement de rapport de vitesse, et en ce que le procédé comporte les étapes suivantes : - on détermine si le conducteur est en train de changer de rapport de vitesse et, si c'est le cas, 5 - on effectue une coupure de la demande de couple moteur dès que la chaîne de traction du véhicule est ouverte, - ensuite, lorsque la chaîne de traction est de nouveau fermée, on rétablit la demande de couple moteur avec un couple moteur (CMD) qui correspond à celui demandé par la position de la pédale d'accélérateur à cet instant, de telle sorte que le conducteur obtiendra une valeur égale à celle du moteur immédiatement avant ladite coupure s'il maintient son pied à la même position sur la pédale d'accélérateur (A) pendant le changement de rapport de vitesse, et - on redonne au conducteur la commande du moteur lorsque ledit changement de rapport de vitesse est terminé. 4. Procédé de pilotage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le changement de condition de fonctionnement est un freinage du véhicule, et en ce que le procédé comporte les étapes suivantes : - on détermine si le conducteur est en train de freiner et, si c'est le cas, - on effectue une coupure du moteur dès le début du freinage, - ensuite, lorsque le freinage est terminé, on rétablit la demande de couple moteur avec un couple moteur qui correspond à celui demandé par la position de la pédale d'accélérateur actionnée par le conducteur à chaque instant, et - on redonne au conducteur la commande du moteur lorsque l'opération de freinage est terminée. 5. Dispositif de pilotage d'un moteur de véhicule à transmission manuelle lors d'un changement de condition de fonctionnement du véhicule, pour la mise en oeuvre du 2910421 15 procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de contrôle (FP) du moteur (M) qui comprend : - un moyen de détermination de l'existence d'un 5 changement de condition de fonctionnement en cours, et - un moyen de commande du régime moteur actif pendant ledit changement de condition de fonctionnement et inactif lorsque ce dernier est terminé. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé 10 en ce que ledit changement de condition de fonctionnement est un changement de rapport de vitesse, et en ce que ledit moyen de contrôle (FP) du moteur (M) effectue une coupure de la demande de couple moteur dès que la chaîne de traction du véhicule est ouverte, et ensuite, lorsque 15 la chaîne de traction est de nouveau fermée, rétablit la demande de couple moteur avec un couple moteur (CMD) qui correspond à celui demandé par la position de la pédale d'accélérateur à cet instant, de telle sorte que le conducteur obtiendra une valeur égale à celle du moteur 20 immédiatement avant ladite coupure s'il maintient son pied à la même position sur la pédale d'accélérateur (A) pendant le changement de rapport de vitesse. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen de détermination de l'existence 25 d'un changement de condition de fonctionnement en cours comprend des moyens de mesure de la position de l'embrayage (EMB), de la position de la pédale d'accélérateur (A), du rapport de boîte de vitesses engagé, du régime moteur et de la vitesse du véhicule.