Brevet FR3058377A1 — publié le 20180511

ROULAGE EN ROUE LIBRE AVEC PROTECTION DE LA BOÎTE DE VITESSES L'invention a trait au domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement des véhicules automobiles comprenant un moteur couplé à une boîte de vitesses et pourvu d'une fonction de roulage en roue libre. La fonction roulage en roue libre, couramment désignée par le terme anglo-saxon « freewheeling », est une fonction qui permet au véhicule de rouler à la vitesse voulue par le conducteur tout en abaissant le régime du moteur thermique au régime du ralenti, afin que le moteur consomme et pollue au minimum de ses possibilités. Pour ce faire, la fonction prévoit d'interrompre la chaîne de transmission entre le moteur et les roues du véhicule. Cette fonction peut être activée sur des lignes droites quand le véhicule est en descente, ou lorsque le conducteur relâche la pédale d'accélération et que le véhicule est en vitesse décroissante. Avec cette fonction le moteur thermique n'est pas arrêté, il est juste mis sur son régime de ralenti pour réduire sa consommation et sa pollution au minimum. Le document de brevet publié WO 2008/130288 Al divulgue un procédé de contrôle d'une fonction de roulage en roue libre avec un régulateur de vitesse. Le procédé est configuré pour conserver la fonction de roulage en roue libre lorsque la vitesse du véhicule devient inférieure à la vitesse de consigne du régulateur de vitesse tout en restant supérieure à une vitesse inférieure admissible. Ce procédé permet ainsi de prolonger la fonction de roulage en roue libre lorsque le véhicule évolue sous le contrôle du régulateur de vitesse. Le document de brevet publié SE 0400605 divulgue un procédé de contrôle de la vitesse d'un véhicule lorsqu'il roule en roue libre. A cet effet, le procédé prévoit de surveiller la vitesse du véhicule évoluant en roue libre et, lorsqu'elle dépasse une valeur prédéterminée, de désactiver la fonction roue libre en rétablissant la chaîne de transmission entre le moteur et les roues, et d'actionner le freinage du véhicule jusqu'à ce que la vitesse du véhicule passe en dessous de la valeur prédéterminée. Cette dernière est déterminée en fonction d'une information relative à la pente sur laquelle le véhicule évolue. Ce procédé est essentiellement destiné à éviter au véhicule de rouler en survitesse, essentiellement pour des raisons de sécurité. 3058377 2 L'activation d'une fonction de roulage en roue libre est habituellement réalisée au niveau de la boîte de vitesses, en interrompant la chaîne de transmission dans la boîte de vitesses. Une telle action présente toutefois l'inconvénient que des éléments rotatifs adjacents dans la boîte de vitesses vont tourner avec des vitesses 5 différentes, pouvant causer à long terme une usure prématurée. L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de permettre l'utilisation d'une fonction de roulage en roue libre tout en préservant la boîte de vitesses d'une usure prématurée. 10 L'invention a pour objet un procédé de contrôle d'une fonction de roulage en roue libre sur un véhicule automobile muni d'un moteur et d'une boîte de vitesses automatique pourvue d'un convertisseur de couple, le procédé comprenant un empêchement d'activation de la fonction de roulage en roue libre et/ou une désactivation de ladite fonction lorsque le véhicule roule à une vitesse supérieure à 15 une vitesse limite ; remarquable en ce que la vitesse limite est fixe pour un véhicule donné. Selon un mode avantageux de l'invention, la vitesse limite fixe est déterminée en fonction de la boîte de vitesses du véhicule. Selon un mode avantageux de l'invention, la vitesse limite fixe est déterminée sur 20 base d'une différence maximale de vitesse de rotation au sein de la boîte de vitesses. Selon un mode avantageux de l'invention, la différence maximale de vitesse de rotation au sein de la boîte de vitesses est une différence maximale acceptable pour la boîte de vitesses, établie lors d'essais avec ladite boîte. 25 Selon un mode avantageux de l'invention, la différence maximale de vitesse de rotation au sein de la boîte de vitesses est au niveau de la ligne d'arbre primaire de la boîte de vitesses. 3058377 3 Selon un mode avantageux de l'invention, les essais sont réalisés à plusieurs vitesses de roulage du véhicule sur plusieurs boîtes de vitesses, lesdites boîtes étant ensuite démontées et inspectées. Selon un mode avantageux de l'invention, la boîte de vitesse comprend des trains 5 épicycloïdaux, des freins et des embrayages, la fonction de roulage en roue libre étant opérée par ouverture d'un des freins et/ou d'un des embrayages. Selon un mode avantageux de l'invention, la fonction de roulage en roue libre est réalisée en ouvrant la ligne de transmission au sein de la boîte de vitesses un arbre primaire de ladite boîte restant couplé au moteur du véhicule. 10 Selon un mode avantageux de l'invention, la vitesse limite est mémorisée dans un calculateur du moteur et/ou de la boîte de vitesse. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un moteur, une boîte de vitesses et une fonction de roulage en roue libre, remarquable en ce que la fonction de roulage en roue libre est contrôlée par un procédé conforme à 15 l'invention. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent de protéger la boîte de vitesses d'une détérioration prématurée qui serait sinon provoquée par le roulage en roue libre. Une telle détérioration est due au fait que l'arbre d'entrée ou primaire de la boîte de vitesse reste en prise avec le moteur tournant au ralenti alors 20 que le reste de la chaîne de transmission est entrainée par les roues, c'est-à-dire potentiellement à une vitesse sensiblement plus élevée. Dans le cas d'une boîte de vitesses automatique, la pompe à huile est habituellement entrainée par l'arbre primaire, c'est-à-dire à la vitesse du moteur tournant au ralenti. Elle fournit par conséquent un débit minimum alors qu'une lubrification importante est requise. 25 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est un logigramme illustrant le principe de fonctionnement du procédé de contrôle de la fonction de roulage en roue libre selon l'invention ; 3058377 4 - La figure 2 est une représentation schématique d'une boîte de vitesses automatique ; - La figure 3 est un logigramme illustrant une procédure de détermination de la vitesse limite du procédé de la figure 1. 5 La figure 1 illustre le principe de fonctionnement d'un procédé de contrôle de la fonction de roulage en roue libre selon l'invention. A l'étape 2, il est vérifié si une demande d'activation de roulage du véhicule en mode roue libre est présente. Cette demande peut être manuelle, c'est-à-dire initiée par le conducteur du véhicule, ou encore elle peut provenir d'un calculateur du moteur ou 10 de la boîte de vitesses du véhicule. En cas de demande d'activation du mode roue libre, le procédé prévoit à l'étape 4 la vérification de la vitesse du véhicule par rapport à une vitesse limite Vmax. Cette vitesse limite est associée à la boîte de vitesses du véhicule et correspond à une vitesse de roue libre maximum admissible, c'est-à-dire préservant la boîte de 15 vitesses de dommages prématurés en cas d'utilisation de la fonction roue libre. La manière dont cette vitesse limite peut être établie est détaillée plus loin en relation avec la figure 2. Si le véhicule roule à une vitesse V inférieure ou égale à la vitesse limite Vmax, alors l'activation du mode roue libre 6 est autorisée. Si la vitesse V du véhicule est supérieure à la vitesse limite Vmax, alors l'activation du mode roue libre 20 n'est pas autorisée. Lorsque le mode roue libre est activé 6, la vitesse du véhicule peut encore être comparée à la vitesse limite Vmax à l'étape 8. En cas de dépassement, la fonction roue libre est alors désactivée 10, sinon elle reste activée. Il est entendu que l'activation et/ou la désactivation de la fonction roue libre peut être 25 soumise à d'autres conditions, comme notamment une estimation de la pente sur laquelle le véhicule évolue ainsi que la demande de vitesse de la part du conducteur (exprimée par l'enfoncement de la pédale d'accélération). 305 83 77 5 Le procédé de l'invention permet ainsi de préserver la boîte de vitesses tout en permettant à la fonction de roulage en roule libre d'être contrôlée de manière classique en fonction d'autres paramètres nécessaires à la gestion de cette fonction. La figure 2 illustre de manière schématique un exemple de boîte de vitesses 5 automatique 12. On peut observer qu'elle comprend à l'entrée un convertisseur de couple 14 et une ligne d'arbre primaire 16. Cette dernière comprend une série de trains épicycloïdaux 18 avec des freins 20 et des embrayages 22 en vue de permettre différentes configurations de transmission de la puissance suivant différents rapports de transmission. L'activation du mode roue libre peut s'opérer en 10 ouvrant la chaîne de transmission au sein de la boîte de vitesse au niveau de l'arbre primaire 16, comme par exemple au niveau d'un frein et/ou d'un embrayage, notamment en fonction du rapport de transmission actif au moyen de l'activation du mode roue libre. L'entrée de la boîte de vitesses est entraînée au régime de ralenti du moteur via le 15 convertisseur de couple, soit à un régime de rotation compris entre 650 tr/min et 1000tr/min en fonction des moteurs thermiques, alors que la sortie de la boîte de vitesses est entraînée au régime de rotation des roues du véhicule. A titre d'exemple, si le véhicule roule à 140km/h avec une circonférence de pneu de 2m, la vitesse de rotation des roues est à 1200 tr/min, ce qui donne une vitesse de 20 rotation d'environ 4000tr/min sur l'arbre de descente de boîte de vitesses, ce qui donne une vitesse de rotation d'environ 3500tr/min en sortie de la ligne d'arbre primaire de la boîte. Si le moteur thermique est à un régime de ralenti de 700tr/min, la ligne d'arbre primaire de la boîte de vitesses est à 700tr/min d'un côté et est à 3500tr/min de l'autre côté. Certaines pièces de la ligne d'arbre primaire subissent 25 des vitesses de rotation différentielles de l'ordre de 3000tr/min en fonction des démultiplications de la boîte de vitesses concernée. Aussi il est nécessaire d'avoir une bonne lubrification des pièces subissant ces niveaux de vitesses différentielles afin d'en limiter l'usure. Or la pompe à huile est entraînée par la vitesse de rotation du convertisseur, c'est-à-dire à la vitesse en 30 entrée de ligne d'arbre de la boîte de vitesses. Cela signifie que la pompe à huile est entraînée au régime de ralenti du moteur thermique et fonctionne à un débit minimal. 305 83 77 6 La solution de cette invention est de limiter la fonction roue libre en fonction de la vitesse du véhicule et de l'usure des pièces de la ligne primaire de la boîte de vitesses. La figure 3 illustre une manière d'établir la vitesse limite Vmax à laquelle le véhicule 5 peut évoluer en fonction roue libre sans pour autant endommager de manière précoce la transmission. Pour un modèle de boîte de vitesses donné 24, une série d'essai 26 est réalisée à différentes vitesses V1, V2, V3, V4,...du véhicule. Lors de ces essais, le convertisseur de couple est entrainé au régime de ralenti et les arbres de sortie des différents 10 exemplaires de la boîte de vitesses sont entrainés d'une vitesse nulle à différentes vitesses correspondant aux vitesses Vi, V2, V3, V4,...du véhicule, et de manière itérative. Pour ces essais, une boîte de vitesses est affectée à chacune de ces vitesses V1, V2, V3, V4,... Une même boîte de vitesses ne peut pas être utilisée pour 2 vitesses différentes testées. Ces vitesses peuvent être par exemple V1=180km/h, 15 V2=160km/h, V3=140km/h, V4=120km/h. Ces variations de 0km/h à chaque vitesse Vx sont effectuées en continu sur une durée dépendant du profil de mission de la fonction roue libre sur le véhicule concerné. Cette durée est avantageusement d'au moins 700h à raison au minimum d'une oscillation de vitesse toutes les 10 secondes. 20 A la fin des essais 26, les boîtes de vitesses sont démontées et une inspection 28 est faite des pièces de la ligne d'arbre primaire, afin de déterminer 30 les vitesses problématiques et donc la vitesse véhicule limite, acceptable avec la fonction roue libre. Cette valeur de vitesse véhicule limite Vmax, acceptable avec la fonction roue libre, 25 est entrée dans le calculateur de la boîte de vitesses. Elle peut aussi être entrée dans le calculateur du moteur, ainsi il n'est pas obligatoire de créer un flux supplémentaire entre le calculateur moteur et le calculateur de la boîte de vitesses. L'activation de la fonction roue libre peut tout aussi bien être commandée par le calculateur moteur que par le calculateur de boîte de vitesses. La vitesse véhicule 30 est une information venant en principe du système de freinage ABS. Elle peut aussi être une information recalculée par le calculateur de boîte de vitesses. REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle d'une fonction de roulage en roue libre sur un véhicule automobile muni d'un moteur et d'une boîte de vitesses automatique (12) pourvue d'un convertisseur de couple (14), le procédé comprenant un empêchement (4) d'activation de la fonction de roulage en roue libre (6) et/ou une désactivation de ladite fonction (10) lorsque le véhicule roule à une vitesse supérieure à une vitesse limite (Vmax) (4, 8) ; caractérisé en ce que la vitesse limite (Vmax) est fixe pour un véhicule donné. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse limite fixe (Vmax) est déterminée en fonction de la boîte de vitesses du véhicule. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la vitesse limite fixe (Vmax) est déterminée sur base d'une différence maximale de vitesse de rotation au sein de la boîte de vitesses (12). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la différence maximale de vitesse de rotation au sein de la boîte de vitesses (12) est une différence maximale acceptable pour la boîte de vitesses (12), établie lors d'essais (24, 26, 28, 30) avec ladite boîte. 5. Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la différence maximale de vitesse de rotation au sein de la boîte de vitesses (12) est au niveau de la ligne d'arbre primaire (16) de ladite boîte. 6. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les essais (24, 26, 28, 30) sont réalisés à plusieurs vitesses de roulage du véhicule (V1, V2, V3, V4) sur plusieurs boîte de vitesses, lesdites boîtes étant ensuite démontées et inspectées. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la boîte de vitesses automatique (12) comprend des trains épicycloïdaux (18), des freins (20) et des embrayages (22), la fonction de roulage en roue libre étant opérée par ouverture d'un des freins (20) et/ou d'un des embrayages (22). 3058377 8 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la fonction de roulage en roue libre est réalisée en ouvrant la ligne de transmission au sein de la boîte de vitesses (12), un arbre primaire de ladite boîte restant couplé au moteur du véhicule. 5 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la vitesse limite (Vmax) est mémorisée dans un calculateur du moteur et/ou de la boîte de vitesses (12). 10. Véhicule automobile comprenant un moteur, une boîte de vitesse (12) et une fonction de roulage en roue libre, caractérisé en ce que la fonction de roulage 10 en roue libre est contrôlée par un procédé conforme à l'une des revendications 1 à 9.