Brevet FR3003515A1 — publié le 20140926

GROUPE MOTOPROPULSEUR ET PROCEDE DE PROTECTION D'UNE TRANSMISSION SECONDAIRE Le domaine de l'invention concerne un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile et plus précisément un procédé de protection de la transmission secondaire d'un tel groupe motopropulseur. Un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile comprend des moyens de motorisation pour entrainer les roues du véhicule et des moyens de transmission pour transmettre un couple d'entrainement généré par les moyens de motorisation aux roues du véhicule. Les moyens de transmission comprennent une transmission principale entre le moteur et la boite de vitesse du véhicule puis des transmissions secondaires entre la boite de vitesse et les roues du véhicule. Lors d'une manoeuvre sur le parking, d'un démarrage au feu rouge, à un stop ou un démarrage en côte, il est courant que se produise un démarrage brutal, c'est à dire lorsque le conducteur lâche son pied non intentionnellement tout en accélérant. Dans une telle situation, un couple important peut apparaître au niveau des transmissions secondaires du groupe motopropulseur du fait du régime moteur élevé, ceci induisant également une inertie du groupe motopropulseur importante. Or, une forte inertie du groupe motopropulseur peut provoquer des dommages sur les transmissions secondaires lors de l'accouplement du moteur avec la transmission si les roues du véhicule sont positionnées selon un angle de braquage élevé. Dans cette situation les transmissions secondaires sont particulièrement exposées à une rupture. Cette rupture intervient généralement au niveau de la cage interne du joint côté roue de la transmission secondaire. On connaît dans l'état de la technique plusieurs techniques permettant de limiter les efforts aux transmissions secondaires. Une première solution consiste à introduire une limitation de la vitesse d'ouverture et de fermeture de l'embrayage en agissant sur la commande de l'embrayage. Le couple à la roue est ainsi limité lors d'un démarrage brutal du véhicule. L'inconvénient de cette solution est l'introduction d'une dégradation de la prestation de remontée de la pédale d'embrayage et par conséquent le ressenti d'un désagrément pour le conducteur qui voit sa pédale d'embrayage remonter en retardement de sa commande de pied. De plus, ce phénomène est amplifié par grand froid. Une deuxième solution peut être une limitation des performances du moteur. Le couple à la roue est ainsi limité dans certaines situations de vie de roulage pour améliorer la tenue en fatigue des transmissions. On connaît la demande de brevet US20110066338 qui limite le couple moteur par rapport à l'angle de braquage des roues. Cette solution dégrade les performances du groupe motopropulseur alors que dans une situation de vie de démarrage brutal, la limitation du couple moteur n'a pas d'impact sur la transmission secondaire. En effet, la limitation du couple moteur n'influe par sur le couple exceptionnel à la transmission puisque ce sont les phénomènes d'inertie et les démultiplications de boite de vitesse qui sont d'ordre 1. Une troisième solution est une limitation du régime moteur afin de limiter les influences de l'inertie moteur à la roue. Cette troisième solution dégrade les prestations du groupe motopropulseur du véhicule pour un démarrage en pente ou pour une prestation de type 400 mètres en départ arrêté. Il existe donc un besoin d'améliorer la protection des transmissions secondaires du groupe motopropulseur lors d'un démarrage brutal et lorsque le véhicule est configuré avec un angle de braquage important des roues tout en conservant les performances du groupe motopropulseur dans la majorité des situations de vie de roulage. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de protection d'une transmission secondaire d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile comprenant les étapes suivantes : - une étape d'acquisition des données de l'angle de braquage des roues, de la vitesse du véhicule et du rapport de vitesse engagé par une boite de vitesse du groupe motopropulseur, - une étape de détection d'un état de fonctionnement à risque, - une étape de pilotage du groupe motopropulseur de sorte qu'il fonctionne dans un état bridé lorsque l'état de fonctionnement à risque est détecté. Selon l'invention, l'étape de détection d'un état de fonctionnement à risque comprend une surveillance des données acquises de l'angle de braquage et de la vitesse au regard de seuils prédéterminés, respectivement un seuil d'angle de braquage des roues et un seuil de vitesse du véhicule, ainsi que du rapport de vitesse engagé au regard d'une position de rapport de vitesse prédéterminée à risque. Selon un mode de réalisation, l'état de fonctionnement bridé comprend une étape de pilotage du groupe motopropulseur de sorte à limiter le régime moteur à un régime plafond prédéterminé. De préférence, le régime plafond est variable et est compris entre une valeur maxima et une valeur minima, sa valeur étant calculée par une fonction de détermination ayant pour paramètre d'entrée l'angle de braquage des roues. Selon un mode de réalisation, l'état de fonctionnement à risque est détecté lorsque l'angle de braquage est supérieur au seuil d'angle de braquage, lorsque que la vitesse du véhicule est inférieure au seuil de vitesse et lorsque le rapport de vitesse engagé correspond à la première vitesse ou à la marche arrière. Selon un mode de réalisation, dans lequel le groupe motopropulseur comprend un embrayage pour coupler le moteur et la transmission, le pilotage du groupe motopropulseur dans l'état bridé est actif lorsque l'embrayage est en état de désaccouplement de la transmission et du moteur et qu'un état de fonctionnement à risque est détecté. L'invention s'applique également à un groupe motopropulseur de véhicule hybride comprenant des moyens de commande pour la mise en oeuvre d'une quelconque variante du procédé de protection d'une transmission secondaire. Grâce à l'invention il est possible d'éviter l'utilisation d'une des solutions décrites dans l'état de l'art permettant ainsi de ne pas dégrader les prestations du groupe motopropulseur, notamment sur la remontée de la pédale d'embrayage et les performances en 400m départ arrêté. Par ailleurs, il est possible de réduire les exigences relatives aux contraintes de certaines pièces de la transmission secondaire et ainsi de réduire le coût de production d'un transmission et sa masse. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par la figure 1 représentant le procédé de protection d'une transmission secondaire d'un véhicule automobile selon l'invention. L'invention s'applique à tout type de véhicule automobile à motorisation simple ou à motorisation hybride. L'invention vise à protéger les transmissions secondaires d'un véhicule automobile susceptibles d'être endommagées lorsqu'un démarrage brutal se produit et lorsque les roues présentent un angle de braquage élevé. Un véhicule automobile comprend un groupe motopropulseur pour déplacer le véhicule. Un tel groupe motopropulseur comprend des moyens de motorisations (thermique, électrique ou air comprimé par exemple), une boîte de vitesse, une transmission et un embrayage permettant de coupler la boite de vitesse aux moyens de motorisation afin notamment de transmettre le couple d'entrainement généré par les moyens de motorisation aux roues du véhicule. La transmission comprend une transmission principale entre la boîte de vitesse et les moyens de motorisation, ainsi qu'une transmission secondaire entre la boîte de vitesse et les roues. Selon un mode de réalisation, une transmission secondaire est constituée par les éléments successifs suivants, énumérés dans l'ordre d'arrangement de la transmission principale vers le côté roue : un arbre de liaison à la transmission principale, un soufflet fixé par des colliers de serrage, une noix, une cage contenant des billes et la fusée de roue. Lorsque de fortes contraintes sont exercées sur la transmission secondaire, dû à un angle de braquage des roues élevé, un régime moteur élevé et un couplage brutal, la cage est l'élément fusible susceptible de rompre. Le groupe motopropulseur est piloté par des moyens de commande. Ces moyens de commande comprennent des calculateurs, des capteurs de données et des moyens de transmissions de données (type bus de données numériques). Les moyens de commande réalisent des fonctions d'acquisition de données entre les calculateurs et les éléments de la motorisation (par exemple vitesse courante du moteurs, angle de braquage des roues, rapport de vitesse engagé) et entre les calculateurs et le conducteur via les systèmes de bord (par exemple consigne de d'accélération et de freinage, consigne de rapport de vitesse, consigne de direction, commande d'embrayage). Les moyens de commande réalisent également des fonctions de transmissions de données calculées à partir des données acquises et de fonctions de calculs. Ces données sont ensuite transmises aux éléments du groupe motopropulseurs et systèmes de bord. Ces données calculées peuvent être notamment des consignes de couple moteur, des consignes de régime moteur, des consignes d'actionneurs ou des informations de navigations au conducteur via les systèmes de bord. Dans le cadre de l'invention, pour la mise en oeuvre du procédé de protection des transmissions secondaires du groupe motopropulseur, les moyens de commande comprennent des moyens d'acquisition de l'angle de braquage des roues du véhicule, allant d'un angle de braquage minimal de 0 degré lorsque les roues sont en configuration de trajectoire droite à un angle de braquage maximal, dit de butée, de 45 degré pour les véhicules les plus courants. Différents moyens permettent de relever l'information d'angle de braquage. Parmi ces moyens, on peut citer le capteur d'angle volant physique, une donnée reconstruite à partir de la direction ou une information obtenue à partir d'un dispositif d'assistance à la direction. Les moyens de commande comprennent également des moyens d'acquisitions de la vitesse du véhicule et du rapport de vitesse engagé. En outre, les moyens de commande comprennent des moyens de détection d'une situation à risque pour la transmission secondaire. On entend par situation à risque une configuration dans laquelle de fortes contraintes peuvent être produites sur les composants de la transmission secondaire pouvant provoquer une usure anticipée voire la rupture. A partir des données d'angle de braquage, de la vitesse du véhicule et du rapport de vitesse engagé, des calculateurs peuvent déterminer si le groupe motopropulseur est dans une configuration à risque pour la transmission secondaire. Les moyens de commande réalisent une fonction de surveillance des paramètres permettant de détecter la présence de cette situation à risque. Lorsqu'une configuration à risque du véhicule est détectée les moyens de commande du groupe motopropulseur pilotent le groupe motopropulseur de sorte à limiter le régime du ou des moteurs pour un véhicule hybride. Le groupe motopropulseur est alors piloté dans un état de fonctionnement en bridage de régime durant le déroulement de la situation à risque pour limiter l'inertie et le couple sur la transmission secondaire. La figure 1 décrit les étapes du procédé de protection mis en oeuvre par les moyens de commande du groupe motopropulseur. Selon l'invention, suite au démarrage du véhicule 1, le procédé de protection comprend une étape d'acquisition 2 de données d'angle de braquage des roues du véhicule, de la vitesse du véhicule et du rapport de vitesse engagé pour la boîte de vitesse de la transmission, une étape de surveillance 3 du fonctionnement du groupe motopropulseur afin de détecter une situation de roulage à risque pour les transmissions secondaires. Lors de cette surveillance, la fonction de détection détermine si le groupe motopropulseur est dans une configuration à risque. Si une configuration à risque est détectée alors, lors d'une étape 5 les moyens de commande pilotent le groupe motopropulseur en fonctionnement de bridage du régime moteur par des consignes de régime moteur appropriées. Si une configuration à risque n'est pas détectée alors, lors d'une étape 4, les moyens de commande pilotent le groupe motopropulseur en fonctionnement non bridé par des consignes de régime moteur appropriées. Le fonctionnement en bridage du régime moteur du groupe motopropulseur est actif dès le démarrage, lorsque l'embrayage est en position de désaccouplement et au moins jusqu'à ce que l'embrayage soit en position de couplage de la transmission avec le moteur. Ainsi, lorsque que le couplage de la transmission est réalisé, celle-ci est protégée d'un éventuel couplage brutal, résultant d'un lâché de pied par exemple. De préférence, le bridage du régime moteur est désactivé peu après que le couplage de l'embrayage est exécuté et lorsque le véhicule commence à rouler. En effet, lors du roulage du véhicule les transmissions secondaires ne sont pas exposées. Selon un mode de réalisation de l'invention, une configuration à risque correspond à une plage d'angle de braquage entre 35 degrés et 45 degrés, une vitesse du véhicule inférieure à 3km/h et un rapport de vitesse engagé correspondant à la première vitesse ou à la marche arrière. En effet, lorsque la boite de vitesse est positionnée en première vitesse ou marche arrière la démultiplication est importante. Il y a donc un couple exceptionnel plus important. De plus, une vitesse inférieure à 3 km/h permet de diminuer l'impact sur le décollage et la prestation de 400m départ arrêté. Bien entendu, la portée de l'invention ne se limite pas à cette configuration à risque. D'autres valeurs d'angle de braquage et de vitesse du véhicule peuvent être choisies selon le type de véhicule et les performances du groupe motopropulseur exploité pour l'invention. En particulier, l'angle de braquage maximum peut être choisi de sorte à correspondre à l'angle de braquage de butée et le rapport de vitesse peut être choisi en fonction de la démultiplication réalisée par la boite de vitesse. Grâce à l'invention, les moyens de commande du groupe motopropulseur calculent une valeur de limitation de régime moteur en fonction de la valeur de l'angle de braquage des roues. Par exemple, un seuil minimum et un seuil maximum d'angle de braquage peuvent être définis et une fonction de calcul de limitation de régime moteur définit une valeur maxima de régime moteur plafond pour le seuil minimum et une valeur minima de régime moteur plafond pour le seuil maximum d'angle de braquage. La fonction de calcul de limitation de régime définit également des valeurs intermédiaires de régime moteur plafond pour les valeurs d'angle comprises dans la plage d'angle de braquage définie par le seuil minimum et le seuil maximum. De préférence, ces valeurs intermédiaires sont définies par une fonction de calcul linéaire. Toutefois, la portée de l'invention ne se limite pas à une fonction linéaire pour la détermination des valeurs de régime moteur. La limitation du régime moteur dans cet exemple peut être réglée à des valeurs avoisinant 2750 tr/min. Cependant, la valeur du bridage du régime moteur dépend de la configuration du véhicule et de la valeur de l'angle de braquage. En outre, une fois que les moyens de motorisation entraînent les roues du véhicule, le bridage du régime moteur est maintenu seulement jusqu'à ce que le véhicule atteigne 3km/h environ. Ceci permet de ne pas dégrader les performances du véhicule lors du roulage, tout en maintenant une protection de la transmission secondaire lors de la situation critique de démarrage. Selon un autre mode de réalisation, pour une configuration à risque identique et appliquée à un véhicule hybride comprenant une machine électrique avant et une machine électrique arrière, une fonction de calcul de limitation de régime moteur peut être adaptée à l'architecture hybride. De même, les valeurs de régime moteur plafond (minima, maxima et intermédiaires) peuvent être définies par la fonction de calcul pour adapter le bridage du fonctionnement moteur à ce type particulier d'architecture motorisée. Par exemple, des valeurs de limitation du régime moteur peuvent avoisiner 2750 tr/min pour la machine électrique avant et 2500 tr/min pour la machine électrique arrière. L'invention s'applique aux groupes motopropulseurs de véhicules automobiles. Elle permet de protéger les situations de vie de démarrage brutal du véhicule. REVENDICATIONS1. Procédé de protection d'une transmission secondaire d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile comprenant les étapes suivantes : - une étape d'acquisition (2) des données de l'angle de braquage des roues, de la vitesse du véhicule et du rapport de vitesse engagé par une boite de vitesse du groupe motopropulseur, - une étape de détection (3) d'un état de fonctionnement à risque, - une étape de pilotage (5) du groupe motopropulseur de sorte qu'il fonctionne dans un état bridé lorsque l'état de fonctionnement à risque est détecté, le procédé étant caractérisé en ce que l'étape de détection d'un état de fonctionnement à risque comprend une surveillance des données acquises de l'angle de braquage et de la vitesse au regard de seuils prédéterminés, respectivement un seuil d'angle de braquage des roues et un seuil de vitesse du véhicule, ainsi que du rapport de vitesse engagé au regard d'une position de rapport de vitesse prédéterminée à risque. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'état de fonctionnement bridé comprend une étape de pilotage du groupe motopropulseur de sorte à limiter le régime moteur à un régime plafond prédéterminé. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le régime plafond est variable et est compris entre une valeur maxima et une valeur minima, sa valeur étant calculée par une fonction de détermination ayant pour paramètre d'entrée l'angle de braquage des roues. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel l'état de fonctionnement à risque est détecté lorsque l'angle de braquage est supérieur au seuil d'angle de braquage, lorsque que la vitesse du véhicule est inférieure au seuil de vitesse et lorsque le rapport de vitesse engagé correspond à la première vitesse ou à la marche arrière. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le groupe motopropulseur comprend un embrayage pour coupler le moteur et la transmission et dans lequel le pilotage du groupe motopropulseur dans l'état bridéest actif lorsque l'embrayage est en état de désaccouplement de la transmission et du moteur et qu'un état de fonctionnement à risque est détecté. 6. Groupe motopropulseur de véhicule hybride caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.