Brevet FR3052129A1 — publié le 20171208

DISPOSITIF DE CONTRÔLE DU COUPLE TRANSMIS À UN ARBRE SECONDAIRE D'UNE BOÎTE DE VITESSES DE VÉHICULE EN PRÉSENCE D'UNE PERTE D'ADHÉRENCE L'invention concerne le domaine des véhicules à roues comprenant un moteur thermique associé à une boîte de vitesses pilotée, et plus précisément les dispositifs qui sont destinés à contrôler le couple qui est transmis par la boîte de vitesses de tels véhicules. la On entend ici par « boîte de vitesses pilotée » une boîte de vitesses comportant un arbre primaire (ou d'entrée) propre à recevoir du couple, un arbre secondaire (ou de sortie) propre à délivrer du couple destiné à entraîner en rotation des roues, et des moyens de couplage propres à coupler entre eux les arbres primaire et secondaire pour transférer du couple de façon 15 variable et pilotée. Il pourra s'agir, par exemple, d'une boîte de vitesses automatique (ou BVA) ou d'une boîte de vitesses de transmission continuement variable (ou CVT) Comme le sait l'homme de l'art, de nombreux véhicules à roues, généralement de type automobile, comprennent un dispositif de contrôle de 20 trajectoire chargé d'agir sur eux lorsqu'il détecte une perte d'adhérence (dérapage ou patinage) de l'une de leurs roues motrices. De tels dispositifs sont généralement connus, non limitativement, sous des acronymes anglais tels que ASR (« Acceleration Slip Regulation ») ou TCS (« Traction Control System ») dans le cas de l'anti-patinage, et ESC (« Electronic Stability 25 Control ») ou ESP (« Electronic Stability Program ») dans le cas de l'anti- dérapage. Afin de limiter (et si possible faire cesser) cette perte d'adhérence sur une roue motrice, un dispositif de contrôle de trajectoire déclenche une brusque diminution du couple transmis à cette roue motrice en mettant en 30 oeuvre une technique permettant de réduire brusquement le couple produit par le moteur thermique. Cette technique dépend du type du moteur thermique (essence ou diesel). 3052129 2 Dans le cas d'un moteur à essence, la réduction du couple moteur peut se faire soit en modifiant la quantité d'air qui alimente le moteur thermique, soit en modifiant les avances d'allumage, soit encore par coupure sélective d'un ou plusieurs cylindres. 5 Dans le cas d'un moteur diesel, la réduction du couple moteur peut se faire soit en pilotant la quantité de carburant qui alimente le moteur thermique en fonction de la demande d'accélération du conducteur, soit en inhibant le mécanisme de recirculation des gaz (ou EGR (« Exhaust Gas Recirculation »)). Toutes ces techniques s'avèrent difficiles à mettre en place du fait de la complexité de la régulation des moteurs thermiques, et les résultats de leurs actions apparaissent généralement assez lentement. De plus, ces techniques ne peuvent pas être facilement transposées d'un type de moteur à un autre. En outre, dans le cas du moteur à essence il n'est pas possible de faire varier très rapidement la quantité d'air d'alimentation. L'invention a notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment un dispositif destiné à contrôler le couple transmis à des roues d'un véhicule comprenant, d'une première part, un moteur thermique couplé à un arbre moteur, d'une deuxième part, une boîte de vitesses pilotée et comportant un arbre primaire propre à recevoir du couple, un arbre secondaire propre à délivrer du couple destiné à entraîner en rotation des roues, et des moyens de couplage propres à coupler entre eux les arbres primaire et secondaire pour transférer du couple de façon variable et pilotée, et, d'une troisième part, un organe de couplage propre à coupler l'arbre moteur à l'arbre primaire pour transférer du couple du premier vers le dernier. Ce dispositif de contrôle se caractérise par le fait qu'il comprend des moyens de contrôle agencés, en cas de détection d'une perte d'adhérence d'au moins l'une des roues du véhicule, pour déterminer une réduction du couple reçu par l'arbre secondaire qui est propre à faire cesser au moins partiellement cette perte d'adhérence, et pour déclencher un prélèvement de couple, d'une valeur qui est égale à la réduction déterminée, au niveau des 3052129 3 moyens de couplage. Grâce à l'invention, la réduction du couple aux roues est quasiment immédiate, et ne résulte pas nécessairement d'une modification d'un paramètre de fonctionnement du moteur thermique. De plus, le prélèvement 5 de couple qui permet cette réduction du couple peut se faire dans un véhicule comportant un moteur à essence, comme dans un véhicule comportant un moteur diesel. Le dispositif de contrôle selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et io notamment : - ses moyens de contrôle peuvent être agencés pour déclencher un prélèvement de couple d'une valeur égale à la réduction déterminée, au niveau des moyens de couplage, par un transfert à l'arbre secondaire d'une partie du couple reçu par l'arbre primaire ; 15 - ses moyens de contrôle peuvent être agencés pour déterminer la réduction du couple reçu par l'arbre secondaire à partir d'une vitesse en cours du véhicule, d'une vitesse estimée de déplacement d'au moins une roue faisant l'objet de cette perte d'adhérence, d'une consigne du couple moteur devant être transmis à l'organe de couplage et d'une consigne du couple 20 devant être transmis vers les roues par l'arbre secondaire ; il peut également comprendre des moyens de détection agencés pour détecter la perte d'adhérence. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant : 25 - un moteur thermique couplé à un arbre moteur, - une boîte de vitesses pilotée et comportant un arbre primaire propre à recevoir du couple, un arbre secondaire propre à délivrer du couple destiné à entraîner en rotation des roues, et des moyens de couplage propres à coupler entre eux les arbres primaire et secondaire pour transférer du 30 couple de façon variable et pilotée, - un organe de couplage propre à coupler l'arbre moteur à l'arbre primaire pour transférer du couple du premier vers le dernier, et 3052129 4 - un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : 5 la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de véhicule comprenant une chaine de transmission supervisée par un calculateur et un dispositif de contrôle selon l'invention, et la figure 2 illustre schématiquement, au sein d'un diagramme, un exemple de courbe (C1) d'évolution temporelle du couple moteur, un exemple de 10 courbe (C2) d'évolution temporelle du couple prélevé au niveau des moyens de couplage de la boîte de vitesses pilotée en présence de la courbe Cl et d'une réduction de couple décidée par un dispositif de contrôle selon l'invention, et un exemple de courbe (C3) d'évolution temporelle du couple transmis à l'arbre secondaire en présence des 15 courbes Cl et C2. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de contrôle DC destiné à contrôler le couple transmis à des roues d'un véhicule V comprenant un moteur thermique MT associé à une boîte de vitesses pilotée BV via un organe de couplage OC. 20 Il est rappelé que l'on entend ici par « boîte de vitesses pilotée » une boîte de vitesses BV comportant un arbre primaire (ou d'entrée) AP propre à recevoir du couple, un arbre secondaire (ou de sortie) AS propre à délivrer du couple destiné à entraîner en rotation des roues, et des moyens de couplage MCP propres à coupler entre eux les arbres primaire AP et secondaire AS 25 pour transférer du couple de façon variable et pilotée. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule à roues. Elle concerne en effet tout véhicule dont certaines au moins des roues (dites motrices) peuvent 30 être entraînées en rotation par un moteur thermique via un organe de couplage et une boîte de vitesses. Sur la figure 1 se trouve schématiquement représenté un exemple de véhicule V comprenant une chaine de transmission à groupe motopropulseur 3052129 5 comportant un moteur thermique MT et une boîte de vitesses pilotée BV associés l'un à l'autre via un organe de couplage OC. Le moteur thermique MT comprend un vilebrequin (non représenté) entraîné en rotation et auquel est solidarisé fixement un arbre moteur AM. Ce 5 dernier (AM) reçoit le couple moteur cMT qui est produit par le moteur thermique MT. La boîte de vitesses (pilotée) BV comprend un arbre primaire (ou d'entrée) AP, un arbre secondaire (ou de sortie) AS, et des moyens de couplage MCP propres à coupler entre eux les arbres primaire AP et 10 secondaire AS pour transférer une partie variable du couple CAP reçu par l'arbre primaire AP à l'arbre secondaire AS. Ce transfert se fait en dissipant une partie du couple au travers d'éléments de couplage ou de freinage intégrés à la boîte de vitesses BV (lorsqu'elle est de type automatique (ou (BVA)) ou en modifiant le rapport de démultiplication (dans le cas d'une 15 transmission continuement variable (ou CVT)) ou encore en prélevant une partie du couple au moyen d'une machine électrique (dans le cas d'une transmission électrique (ou e-transmission, comme par exemple une e-BVA ou e-DCT)). L'arbre secondaire AS est solidarisé fixement à un arbre de 20 transmission AT qui est chargé d'entraîner en rotation des roues du véhicule V, alors dites motrices, en leur communiquant un couple cR dit « à la roue ». Dans l'exemple illustré non limitativement sur la figure 1, l'arbre de transmission AT est chargé d'entraîner en rotation les roues du train avant TV du véhicule V (de préférence via un différentiel avant DV). Mais dans une 25 variante de réalisation il pourrait être chargé d'entraîner en rotation les roues du train arrière TR du véhicule V (de préférence via un différentiel arrière). L'organe de couplage OC est propre à coupler l'arbre moteur AM à l'arbre primaire AP pour transférer du couple de cet arbre moteur AM vers l'arbre primaire AP. Par exemple, cet organe de couplage OC peut être un 30 convertisseur hydraulique de couple ou un embrayage simple ou double (mais il peut être de n'importe quel type). Comme illustré, le véhicule V peut également comprendre au moins un organe électrique OEj attelé à l'arbre moteur AM via des moyens 3052129 6 d'attelage MA, et propre à prélever du couple sur l'arbre moteur AM pour fonctionner. Par exemple, ces moyens d'attelage MA peuvent comprendre une roue solidarisée fixement à l'arbre moteur AM et destinée à entraîner au moins une courroie (ou analogue), qui est elle-même couplée à au moins un 5 organe électrique OEj. Dans l'exemple illustré non limitativement sur la figure 1, le véhicule V comprend un premier organe électrique 0E1 (j = 1), comme par exemple un alternateur, et un second organe électrique 0E2 (j = 2), comme par exemple un compresseur de la boucle froide d'une installation de chauffage/climatisation du véhicule V. 10 Le véhicule V comprend également un calculateur CS propre à superviser le fonctionnement de sa chaine de transmission (et donc au moins le fonctionnement de son moteur thermique MT, ainsi qu'éventuellement celui de sa boîte de vitesses BV). Comme illustré non limitativement sur la figure 1, un dispositif de 15 contrôle DC, selon l'invention, comprend au moins des moyens de contrôle MCT chargés d'agir en cas de détection d'une perte d'adhérence de l'une des roues motrices du véhicule V. Un tel dispositif de contrôle DC peut soit faire partie d'un calculateur assurant éventuellement au moins une autre fonction au sein du véhicule V 20 (par exemple CS, ou bien un autre calculateur supervisant la boîte de vitesses BV), soit comprendre son propre calculateur, comme c'est le cas dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 1. Par conséquent, le dispositif de contrôle DC peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »), ou bien d'une combinaison de 25 circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels. La perte d'adhérence peut consister en un dérapage ou un patinage. Elle est détectée par des moyens de détection MD qui font de préférence partie du dispositif de contrôle DC, comme illustré non limitativement sur la figure 1. Cette détection peut se faire par tout moyen connu de l'homme de 30 l'art, et notamment en mettant en oeuvre une technique utilisée par un dispositif de contrôle de trajectoire de type ASR (Acceleration Slip Regulation - pour l'anti-patinage) ou TCS (Traction Control System - pour l'anti-patinage) ou ESC (Electronic Stability Control - pour l'anti-dérapage) ou ESP (Electronic 3052129 7 Stability Program - pour l'anti-dérapage), par exemple. A titre d'exemple, la détection peut se faire en comparant la vitesse en cours du véhicule V à la vitesse estimée de déplacement d'au moins une roue motrice, elle-même déduite de la vitesse de rotation de cette dernière. 5 Chaque fois qu'une perte d'adhérence a été détectée, les moyens de contrôle MCT sont agencés pour déterminer une réduction du couple cAs reçu par l'arbre secondaire AS qui est propre à faire cesser au moins partiellement cette perte d'adhérence, et pour déclencher un prélèvement de couple d'une valeur Ac, qui est égale à cette réduction déterminée, au niveau des moyens 10 de couplage MCP. Grâce à ce prélèvement de couple Ac au niveau des moyens de couplage MCP, on peut instantanément réduire le couple à la roue cR et ainsi faire cesser partiellement ou totalement la perte d'adhérence détectée. De plus, la mise en oeuvre de chaque prélèvement de couple prend moins de 15 temps qu'une modification du fonctionnement du moteur thermique MT (de l'art antérieur), et s'avère techniquement plus simple et plus précise. En outre, ce prélèvement de couple Ac ne résulte pas nécessairement d'une modification d'un paramètre de fonctionnement du moteur thermique MT, ce qui évite de le dérégler temporairement. Enfin, ce prélèvement de couple Ac 20 peut se faire aussi bien dans un véhicule à moteur à essence que dans un véhicule à moteur diesel. Par exemple, les moyens de contrôle MCT peuvent être agencés pour déclencher un prélèvement de couple d'une valeur Ac égale à la réduction déterminée, au niveau des moyens de couplage MCP, par un 25 transfert à l'arbre secondaire AS d'une partie du couple CAP reçu par l'arbre primaire AP. On comprendra qu'en réduisant très temporairement le pourcentage du couple de l'arbre primaire CAP que les moyens de couplage MCP transmettent à l'arbre secondaire AS (par exemple par l'utilisation d'un 30 embrayage et/ou d'un frein de la boîte de vitesses BV dans le cas d'une BVA ou par la modification du rapport de démultiplication dans le cas d'une CVT ou encore par le fonctionnement d'une machine électrique dans le cas d'une e-transmission), on prélève un couple Ac au niveau des moyens de couplage 3052129 8 MCP, ce qui va immédiatement induire une réduction du couple à la roue cR et ainsi faire cesser partiellement ou totalement la perte d'adhérence détectée. Il est important de noter qu'en raison des pertes, des inerties et des 5 rapports de démultiplication dans la chaine de transmission en aval de l'arbre secondaire AS (notamment au niveau du différentiel (ici avant DV)), le couple prélevé Ac n'est pas forcément égal à la réduction du couple à la roue cR. Par conséquent, le couple prélevé Ac est déterminé en tenant compte de ces pertes, ces inerties et ces rapports de démultiplication, de manière à obtenir la 1 o réduction du couple à la roue cR que l'on veut. On a schématiquement illustré dans le diagramme de la figure 2 trois exemples de courbe d'évolution temporelle de couple. Plus précisément, la première courbe Cl illustre un exemple d'évolution temporelle du couple moteur cMT d'un véhicule V, la deuxième courbe C2 illustre un exemple 15 d'évolution temporelle du couple Ac prélevé au niveau des moyens de couplage MCP en présence de la première courbe Cl et d'une réduction de couple décidée par le dispositif de contrôle DC, et la troisième courbe C3 illustre un exemple d'évolution temporelle du couple cas transmis à l'arbre secondaire AS en présence des première Cl et deuxième C2 courbes. Le 20 prélèvement de couple a lieu dans l'intervalle de temps it. On notera que les moyens de contrôle MCT peuvent être agencés pour déterminer la réduction du couple cas reçu par l'arbre secondaire AS, et résultant d'un prélèvement au niveau des moyens de couplage MCP, à partir de la vitesse en cours du véhicule V, de la vitesse estimée de déplacement 25 d'au moins une roue faisant l'objet de la perte d'adhérence détectée, d'une consigne cons(cMT) du couple moteur devant être transmis à l'organe de couplage OC et d'une consigne cons(cAs) du couple devant être transmis vers les roues par l'arbre secondaire AS. La consigne cons(cMT) du couple moteur devant être transmis à 30 l'organe de couplage OC et la consigne cons(cAs) du couple devant être transmis par l'arbre secondaire AS sont calculées en permanence au sein du calculateur CS supervisant le fonctionnement du moteur thermique MT. Par conséquent, elles peuvent être facilement obtenues en direct par le dispositif REVENDICATIONS1. Dispositif (DC) pour contrôler le couple transmis à des roues d'un véhicule (V) comprenant i) un moteur thermique (MT) couplé à un arbre moteur (AM), ii) une boîte de vitesses (BV) pilotée et comportant un arbre primaire (AP) propre à recevoir du couple, un arbre secondaire (AS) propre à délivrer du couple destiné à entraîner en rotation des roues, et des moyens de couplage (MCP) propres à coupler entre eux les arbres primaire (AP) et secondaire (AS) pour transférer du couple de façon variable et pilotée, et iii) un organe de couplage (OC) propre à coupler ledit arbre moteur (AM) audit arbre primaire (AP) pour transférer du couple du premier (AM) vers le dernier (AP), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle (MCT) agencés, en cas de détection d'une perte d'adhérence d'au moins l'une desdites roues, pour déterminer une réduction dudit couple reçu par ledit arbre secondaire (AS) propre à faire cesser au moins partiellement cette perte d'adhérence, et pour déclencher un prélèvement de couple, d'une valeur égale à ladite réduction déterminée, au niveau desdits moyens de couplage (MCP). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MCT) sont agencés pour déclencher un prélèvement de couple d'une valeur égale à ladite réduction déterminée, au niveau desdits moyens de couplage (MCP), par un transfert audit arbre secondaire (AS) d'une partie du couple reçu par ledit arbre primaire (AP). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MCT) sont agencés pour déterminer ladite réduction du couple reçu par l'arbre secondaire (AS) à partir d'une vitesse en cours dudit véhicule (V), d'une vitesse estimée de déplacement d'au moins une roue faisant l'objet de ladite perte d'adhérence, d'une consigne du couple moteur devant être transmis audit organe de couplage (OC), et d'une consigne du couple devant être transmis vers lesdites roues par ledit arbre secondaire (AS). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce 3052129 11 qu'il comprend des moyens de détection (MD) agencés pour détecter ladite perte d'adhérence. 5. Véhicule (V) comprenant i) un moteur thermique (MT) couplé à un arbre moteur (AM), ii) une boîte de vitesses pilotée (BV) et comportant un 5 arbre primaire (AP) propre à recevoir du couple, un arbre secondaire (AS) propre à délivrer du couple destiné à entraîner en rotation des roues, et des moyens de couplage (MCP) propres à coupler entre eux les arbres primaire (AP) et secondaire (AS) pour transférer du couple de façon variable, et iii) un organe de couplage (OC) propre à coupler ledit arbre moteur (AM) audit arbre la primaire (AP) pour transférer du couple du premier (AM) vers le dernier (AP), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de contrôle (DC) selon l'une des revendications précédentes. 6. Véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.