Brevet FR2965350A1 — publié le 20120330

CHAINE DE TRANSMISSION ET PROCEDE DE MESURE DU COUPLE D'UN MOTEUR DE VEHICULE [0001 L'invention se rapporte à une chaîne de transmission et à un procédé de mesure du couple d'un moteur de véhicule. [0002] La combustion de combustible fossile comme le pétrole ou le charbon dans un système de combustion, en particulier le carburant diesel dans un moteur diesel, peut entraîner la production en quantité non négligeable de polluants qui peuvent être déchargés par l'échappement dans l'environnement et y causer des dégâts. Une solution peut être de diminuer la consommation des véhicules. Dans ce cadre, il est intéressant de connaître de façon précise les conditions de fonctionnement du moteur thermique. [0003] Tous les bancs moteur sont équipés de capteurs de couple afin de mesurer les conditions de fonctionnement. Pour le développement des véhicules, certains sont mêmes équipés de remorques de mesure pour connaître le couple ainsi que d'autres paramètres. [0004] Cependant, les véhicules de série ne sont pas équipés de système de mesure du couple moteur, car les systèmes existants sont trop encombrants et difficiles à intégrer dans un véhicule. Ainsi, le bon point de fonctionnement en couple n'est jamais parfaitement connu, ce qui introduit des erreurs sur les réglages moteurs. Il est donc souhaitable de disposer d'un système permettant de mesurer le couple et qui puisse être embarqué sur un véhicule. [0005i Il est ainsi connu du document US-A-5 754 967 une mesure du couple moteur effectuée sur la chaîne de transmission complète du moteur et du document US-A-2009183559 une mesure du couple moteur par le vilebrequin. Mais, les solutions des documents précités présentent l'inconvénient d'être difficiles à mettre en oeuvre pour obtenir une mesure précise du couple du moteur. [0006] Le document KR-A-20070077867 décrit également un appareil de mesure du couple d'un moteur. La déformation de torsion d'un double volant amortisseur ou volant bi-masse est mesurée. Cependant, cette solution n'est applicable qu'à des véhicules équipés de tels volants, c'est-à-dire des véhicules équipés d'un moteur relativement gros. [000n Il existe donc un besoin pour un dispositif permettant de mesurer le couple d'un moteur de véhicule permettant de remédier aux inconvénients des solutions de l'état de la technique. [0008] Pour cela, il est proposé une chaîne de transmission d'un véhicule comprenant un embrayage. La chaîne de transmission comporte en outre un premier capteur et un deuxième capteur de mesure angulaire de part et d'autre de l'embrayage, les deux capteurs de mesure mesurant la torsion de l'embrayage. [000s] Selon une variante, la torsion de l'embrayage correspond à la différence angulaire entre les mesures du deuxième capteur et du premier capteur. [oolo] Il est également proposé un groupe moto-propulseur comportant un moteur, une boîte de vitesse et un embrayage reliant le moteur à la boîte de vitesse. Le groupe moto-propulseur comporte aussi une chaîne de transmission telle que précédemment décrite, le couple du moteur étant déduit de la mesure de torsion de l'embrayage par les capteurs. [0011] Selon encore un autre mode de réalisation, le moteur comporte un capteur de point mort haut et le premier capteur est le capteur de point mort haut. [0012] En variante, le premier capteur étant placé entre le moteur et l'embrayage et le deuxième capteur étant placé de l'autre coté de l'embrayage, entre l'embrayage et la boîte de vitesse. [0013] Selon une autre variante, la boîte de vitesse comporte un arbre primaire, le premier capteur étant placé entre le moteur et l'embrayage et le deuxième capteur étant placé de l'autre coté de l'embrayage, sur l'arbre primaire de la boite de vitesse à l'opposé de l'embrayage. [0014] Il est aussi proposé un véhicule comportant le groupe moto-propulseur précédemment décrit. [0015] Il est en outre proposé un procédé de mesure du couple d'un moteur de véhicule, le moteur étant relié à un embrayage, le procédé comportant une étape de mesure de la torsion de l'embrayage. [0016] Selon un autre mode de réalisation, le procédé comporte en outre une étape de calcul du couple du moteur à partir de la torsion mesurée pour l'embrayage. [oo1n D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références au dessin qui montre : figure 1, un schéma de groupe-motopropulseur comportant un exemple de chaîne de transmission. [0018] L'invention concerne un véhicule dans lequel le couple du moteur peut être mesuré à l'aide d'une chaîne de transmission comportant des capteurs mesurant la déformation de torsion subie par l'embrayage. Le principe sera mieux compris en étudiant la figure 1 qui est un schéma de groupe moto-propulseur 10 comportant un moteur 12 et une boîte de vitesse 14. Le groupe moto-propulseur 10 comprend en outre un embrayage 16 reliant le moteur 12 et à la boîte de vitesse 14. [0019] Le groupe moto-propulseur 10 comporte également une chaîne 18 de transmission. Une telle chaîne 18 permet la transmission de mouvement notamment entre des arbres mécaniques afin d'entraîner les roues du véhicule. La chaîne 18 permet en outre de mesurer le couple du moteur avec une bonne précision. [0020] La chaîne 18 comporte un premier capteur 20 de mesure angulaire et un deuxième capteur 22 de mesure angulaire. Les deux capteurs 20 et 22 sont placés de part et d'autre de l'embrayage 16 et donnent accès à la mesure de la déformation de torsion de l'embrayage 16. [0021] La chaîne 18 sert ainsi de couplemètre à barre de torsion avec détection de l'angle de torsion. L'embrayage 16 est utilisé comme barre de torsion. La chaîne 18 est ainsi aisément intégrable dans le véhicule puisque seulement deux capteurs 20 et 22 sont ajoutés par rapport à une chaîne de transmission classique. De plus, par rapport à un système de mesure du couple classique (couplemètre), l'introduction d'un élément mécanique en série dans la chaîne 18 de transmission du véhicule est évitée. En effet, cela s'avère en pratique quasiment impossible. [0022] En outre, l'embrayage 16 est un élément de la chaîne 18 du véhicule qui a une raideur en torsion relativement faible. Il en résulte une torsion ou déformation de torsion de l'embrayage 16 relativement importante. A titre d'exemple, la raideur en torsion du vilebrequin est environ 150 fois plus grande que celle d'un embrayage. Les angles de torsion sont dans le même rapport : environ 0,1° maximum pour un vilebrequin contre environ 15° maximum pour un embrayage. La mesure d'un angle de 15° peut être réalisée avec plus de précision que la mesure d'un angle de 0,1°. De plus, les capteurs 20 et 22 peuvent être des capteurs usuels alors que l'obtention d'une bonne précision sur la mesure des angles de torsion d'un vilebrequin requiert des capteurs de précision, surtout lorsque le couple à mesurer est relativement faible. [0023] Un problème se pose également lorsque le couple dans la chaîne de transmission complète est mesuré. Des jeux angulaires de la boîte de vitesse et des cardans peuvent en effet exister. Il est très difficile de mesurer précisément un angle lorsqu'il y a des jeux angulaires, d'autant plus s'ils évoluent avec l'usure des pièces. La chaîne 18 n'est pas sensible à ce problème. [0024] De plus, l'embrayage 16 est présent sur tous les véhicules sauf sur les boîtes automatiques à viscocoupleur. Cet inconvénient n'est pas très gênant dans la mesure où ces boîtes automatique sont amenées à se faire remplacer par les boites de vitesses à double embrayages qui permettent de moins consommer. De ce fait, la chaîne 18 peut être utilisée sur de nombreux véhicules. [0025] En outre, pour les phases de développement, une telle chaîne est beaucoup moins coûteuse que les systèmes de l'état de la technique et peut facilement être généralisée. De plus, certains essais qui se font aujourd'hui sur banc moteur pourront peut-être se faire sur piste. [0026] La chaîne 18 présente ainsi des intérêts tant du point de vue technique 30 qu'économique. [0027] La torsion de l'embrayage 16 peut correspondre à la différence angulaire entre les mesures du deuxième capteur 22 et du premier capteur 20. La mesure de l'angle de torsion est obtenue par exemple en soustrayant la mesure d'angle obtenue par le deuxième capteur 22 à la mesure d'angle obtenue par le capteur 20. [0028] La mesure de torsion de l'embrayage 16 est ainsi obtenue par la chaîne 18. Le couple du moteur 12 transmis par l'embrayage 16 peut ainsi en être déduit. La chaîne 18 permet ainsi de mesurer le couple du moteur 12 lorsque le moteur 12 est embrayé. [0029] La chaîne 18 permet d'obtenir assez directement le couple du moteur 12 transmis au véhicule. Cela peut être mis en évidence par rapport à une détermination du couple moteur à partir du vilebrequin. Dans cette situation, en effet, la mesure du couple vilebrequin ne donne pas la mesure du couple moteur transmis au véhicule puisque le couple absorbé par la façade accessoires est pris en compte. Le couple transmis par le moteur au véhicule correspond à la différence entre le couple vilebrequin et le couple absorbé par les accessoires. Pour obtenir le couple du moteur transmis au véhicule par cette méthode, il faut donc mesurer également le couple absorbé par les accessoires. Ce n'est pas le cas pour la chaîne 18. [oo3o] Une telle chaîne 18 présente aussi l'avantage de donner accès à une mesure du couple assez précise, et notamment plus que pour le cas d'une mesure de couple dans la chaîne de transmission complète. En effet, dans un tel cas, pour mesurer le couple, il faudrait connaître précisément la raideur en torsion et les inerties de chaque élément de la transmission. Au contraire, l'utilisation de la chaîne 18 n'implique la connaissance que d'une seule raideur, celle de l'embrayage 16. En outre, la maîtrise de sa dynamique est plus aisée parce qu'il s'agit d'un système beaucoup plus simple, assimilable à une seule raideur sans inertie. [0031] La mesure du couple moteur sur véhicule ouvre en outre de nouvelles perspectives en mise au point moteur. Beaucoup de possibilités d'améliorations découlent de la mesure du couple. A titre d'exemple, mesurer le couple du moteur 12 permet d'améliorer sa régulation. L'utilisation d'une rétroaction en boucle fermée sur le couple devient envisageable. Une telle rétroaction permet d'obtenir une meilleure maîtrise du couple qu'une régulation en boucle ouverte. Cela résout également les problèmes causés par la dérive des injecteurs en diesel. Cela permet en outre d'améliorer l'agrément moteur lors des phases où la demande de couple est modifiée par les accessoires (climatisation, alternateur,...). En outre, il peut ainsi être espéré de réduire les écarts de dépollution entre les véhicules sortant de chaîne. [0032] Selon l'exemple de la figure 1, le premier capteur 20 est placé entre le moteur 12 et l'embrayage 16 alors que le deuxième capteur 22 étant placé entre l'embrayage 16 et la boîte de vitesse 14. En outre, les capteurs 20 et 22 sont placés dans une position sensiblement symétriques de part et d'autre de l'embrayage 16 mais d'autres configurations sont envisageables du moment que les deux capteurs 20 et 22 sont de part et d'autre de l'embrayage 16. [0033] Selon un mode de réalisation non représenté, le moteur 12 peut comporter un capteur de point mort haut. Le premier capteur 20 peut être le capteur de point mort haut. [0034] Dans cette configuration, un des capteurs utilisés par la chaîne 18 est un capteur déjà présent sur le véhicule. Il en résulte une réduction de coût de la chaîne 18 puisqu'il suffit d'ajouter uniquement un capteur. Ainsi, il est possible de mettre ce type de mesure sur les véhicules de série pour un coût faible. En outre l'encombrement dans le groupe moto-propulseur 10 est diminué par rapport à l'utilisation de deux capteurs 20 et 22 additionnels. [0035] II est également proposé un procédé de mesure du couple du moteur 12. Le procédé comporte une étape de mesure de la torsion de l'embrayage 16. La déformation de torsion de l'embrayage 16 peut notamment être mesurée à l'aide de la chaîne 18. Le procédé peut comporter en outre une étape de calcul du couple du moteur 12 à partir de la déformation de torsion mesurée pour l'embrayage 16. [0036] Comme expliqué précédemment, un tel procédé permet d'obtenir une mesure relativement précise et peut être mis en oeuvre aisément sur tous les véhicules sauf sur les boîtes automatiques à viscocoupleur.30 REVENDICATIONS1. Une chaîne (18) de transmission d'un véhicule comprenant un embrayage (16), caractérisée en ce que la chaîne (18) comporte en outre un premier capteur (20) et un deuxième capteur (22) de mesure angulaire de part et d'autre de l'embrayage (16), les deux capteurs (20, 22) de mesure mesurant la torsion de l'embrayage (16). 2. La chaîne selon la revendication 1, caractérisée en ce que torsion de l'embrayage (16) correspond à la différence angulaire entre les mesures du deuxième capteur (22) et du premier capteur (20). 3. Un groupe moto-propulseur (10) caractérisé en ce qu'il comporte : - un moteur (12), - une boîte de vitesse (14), - un embrayage (16) reliant le moteur (12) à la boîte de vitesse (14), - une chaîne (18) de transmission selon la revendication 1 ou 2, le couple du moteur (12) étant déduit de la mesure de torsion de l'embrayage (16) par les capteurs. 7. Le groupe moto-propulseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moteur (12) comporte un capteur de point mort haut et le premier capteur (20) est le capteur de point mort haut. 8. Le groupe moto-propulseur selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que, la boîte de vitesse (14) comporte un arbre primaire, le premier capteur (20) étant placé entre le moteur (12) et l'embrayage (16) et le deuxième capteur (22) étant placé de l'autre coté de l'embrayage (16), soit entre l'embrayage (16) et la boîte de vitesse (14), soit sur l'arbre primaire de la boite de vitesse (14) à l'opposé de l'embrayage (16). 9. Un véhicule caractérisé en ce qu'il comporte le groupe moto-propulseur (10) selon la revendication 5. 10. Un procédé de mesure du couple d'un moteur (12) de véhicule selon la 30 revendication 6, caractérisé en ce que le procédé comporte une étape de mesure de la torsion de l'embrayage (16).8. Le procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le procédé comporte en outre une étape de calcul du couple du moteur (12) à partir de la torsion mesurée pour l'embrayage (16).