Brevet FR3064573A1 — publié le 20181005

"PROCEDE D'ADAPTATION DU COUPLE TRANSMIS A UN DIFFERENTIEL D'UN VEHICULE, NOTAMMENT AUTOMOBILE" [001] L'invention concerne un procédé d'adaptation du couple transmis par une boite de vitesses d'un véhicule, notamment automobile, à un différentiel du véhicule. [002] Le véhicule automobile comprend une boite de vitesses, de type automatique ou pilotée. Le véhicule comprend également un différentiel interposé entre la boite de vitesses et le train moteur du véhicule, par exemple le train avant. Il est bien connu qu'un tel différentiel permet, lorsque les deux roues du train moteur ne parcours pas exactement le même chemin, ce qui arrive par exemple lors des virages du véhicule, d'avoir une différence de régime de rotation entre les deux roues du train moteur. Ainsi, le véhicule conserve de bonnes propriétés d'adhérence à la route dans les virages. [3] Le différentiel est un dispositif mécanique comprenant une pluralité de pignons qui assurent le glissement de l'une des roues du train moteur par rapport à l'autre roue, lorsque le véhicule a une trajectoire courbe. Un tel différentiel est bien connu de l'homme du métier. [4] Comme tout système mécanique complexe, le différentiel mécanique est en mesure de supporter un couple maximal au-delà duquel ce différentiel risque de se détériorer. Ce couple maximal est une variable fonction de la différence de régimes entre les deux roues du train moteur. En effet, plus cette différence de régimes est grande, plus le couple maximal pouvant être supporté par le différentiel est faible, ce qui s'explique par l'augmentation de la vitesse des mouvements relatifs des pignons les uns par rapport aux autres au sein du différentiel. [5] Chaque modèle de différentiel possède ses caractéristiques propres de résistance mécanique en fonction de la différence de régimes entre les roues du train moteur, qui sont bien connues des constructeurs et équipementiers automobiles. Des stratégies de protection du différentiel existent donc, dans le but de limiter le couple transmis au différentiel. [6] Cependant, ces stratégies ne tiennent pas compte de l'ensemble des paramètres liés au différentiel ou aux autres moyens mécaniques du véhicule. Il en résulte que ces 3064573 2 stratégies surprotègent le différentiel, ce qui peut nuire à la dynamique de conduite du véhicule. [007] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l'art antérieur. 5 [008] Pour atteindre ce but, l'invention concerne un procédé d'adaptation du couple transmis par une boite de vitesses d'un véhicule à moteur thermique, notamment automobile, à un différentiel du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de déterminer en continu : - La différence de régimes existant entre les deux roues d'un train moteur du 10 véhicule ; - Le couple transmis à un différentiel interposé entre la boite de vitesses et le train moteur à partir de la valeur de la démultiplication du rapport de vitesse engagé, et - Le couple seuil pouvant être transmis au différentiel, ce couple seuil étant une variable fonction de la différence de régimes existant entre les deux roues du train 15 moteur ; Et en ce qu'il comprend une étape de diminution du couple transmis au différentiel tant que ce couple transmis est supérieur au couple seuil. [009] L'invention concerne également un véhicule automobile à moteur thermique comprenant un train moteur de roues, une boite de vitesses de type humide baignant dans 20 un fluide hydraulique, un dispositif d'embrayage humide, un différentiel interposé entre le dispositif d'embrayage et le train moteur, caractérisé en ce que la boite de vitesses comprend un moyen de commande apte à mettre en oeuvre un procédé d'adaptation du couple transmis par la boite de vitesses au différentiel tel que décrit précédemment. [0010] Selon une autre particularité, le moyen de commande comprend un calculateur 25 apte à déterminer en continu le couple transmis selon la formule Cd =CmXID, X , Cd étant le couple transmis au différentiel, Cm le couple transmis par le dispositif d'embrayage, Dr la démultiplication du rapport de vitesse engagé, et du, le rendement de la boite de vitesses pour le rapport de vitesses engagé, le calculateur étant en outre apte à comparer en continu le couple transmis au différentiel et le couple seuil pouvant être transmis au différentiel. 3064573 3 [0011] Selon une autre particularité, le moyen de commande est adapté pour faire varier la pression exercée par le fluide hydraulique de la boite de vitesses dans le dispositif d'embrayage de manière à faire varier le couple transmis au différentiel. [0012] Selon une autre particularité, la boite de vitesses comprend un capteur apte à 5 mesurer les régimes des roues du train moteur, et en ce que le calculateur du moyen de commande est apte à calculer la différence entre ces deux régimes. [0013] Selon une autre particularité, le moyen de commande comprend un espace mémoire dans lequel les valeurs du couple seuil en fonction de la différence entre les deux régimes des roues du train moteur sont enregistrées. 10 [0014] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : [0015] La figure 1 représente un diagramme des étapes successives du procédé selon 15 l'invention ; [0016] La figure 2 représente une courbe du couple seuil pouvant être transmis au différentiel en fonction de la différence de régimes entre les roues du train moteur. [0017] En référence aux figures, le procédé selon l'invention d'adaptation du couple transmis Cd par une boite de vitesses d'un véhicule à un différentiel du véhicule va 20 maintenant être décrit. [0018] Le véhicule comprend un moteur thermique et une boite de vitesses comportant un moyen de commande, le moyen de commande comprenant un calculateur et un espace mémoire et étant apte à piloter un dispositif d'embrayage interposé entre la boite de vitesses et le moteur thermique. Le dispositif d'embrayage n'est donc pas piloté par le 25 conducteur du véhicule. [0019] Le dispositif d'embrayage comprend au moins un disque d'embrayage solidaire d'un arbre de sortie de la boite de vitesses. Préférentiellement, le dispositif d'embrayage comprend une pluralité de disques d'embrayage coaxiaux, certains solidaires de l'arbre de sortie de la boite de vitesses, et d'autres solidaires d'un organe de couplage du moteur, 30 par exemple un volant simple ou double solidaire de l'arbre moteur. Néanmoins, pour plus 3064573 4 de clarté dans la suite de la description, on ne mentionnera qu'un seul disque d'embrayage bien que la description technique qui va suivre puisse s'appliquer à un dispositif d'embrayage comprenant une pluralité de disques d'embrayage. [0020] Le dispositif d'embrayage comprend également un volant solidaire d'un arbre 5 d'entrée du moteur, le disque d'embrayage étant apte à s'accoupler avec le volant pour permettre la transmission du couple moteur à la boite de vitesses par l'intermédiaire du dispositif d'embrayage. Le disque d'embrayage et le volant sont disposés à l'intérieur d'un carter du dispositif d'embrayage. [0021] Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif d'embrayage et la boite de 10 vitesses sont du type humide, et ces derniers baignent dans un fluide hydraulique adapté pour exercer une pression sur le ou les disque(s) d'embrayage(s), de sorte que ce ou ces dernier(s) soi(en)t pressé(s) contre le volant ou entre eux pour les systèmes hydrauliques multi disques. Préférentiellement, ce fluide hydraulique est le fluide provenant de la boite de vitesses, et est de manière avantageuse de l'huile. 15 [0022] Le véhicule comprend également un différentiel mécanique interposé entre le dispositif d'embrayage et un train moteur du véhicule, par exemple un train avant du véhicule. Le différentiel est en mesure de supporter un couple maximal au-delà duquel ce différentiel risque la détérioration. Ce couple maximal est fonction de la différence de régimes AR existant entre les roues du train moteur, et est d'autant plus faible que la 20 différence de régimes AR est grande. Un exemple en est donné à la figure 2 pour un différentiel mécanique de type connu. [0023] Selon l'invention, le moyen de commande de la boite de vitesses est adapté pour mettre en oeuvre un procédé d'adaptation du couple transmis Cd par la boite de vitesses au différentiel, dont les étapes vont maintenant être décrites. 25 [0024] Afin d'adapter au juste nécessaire le couple transmis Cd par la boite de vitesses et le dispositif d'embrayage au différentiel, le procédé comprend une étape E0 de détermination en continu de plusieurs paramètres qui sont les suivants. [0025] Le premier paramètre déterminé en continu est la mesure par un capteur de la boite de vitesses du régime de chaque roue du train moteur du véhicule. Ces mesures, en 30 nombre de tours par minute (rpm), sont analysées en continu par le moyen de commande dont le calculateur détermine la différence de régimes AR entre les deux roues, en continu. 3064573 5 De la sorte, lorsque le véhicule est en mouvement, le moyen de commande de la boite de vitesses connait à chaque instant la différence de régimes AR existant entre les roues motrices. [0026] Le deuxième paramètre déterminé en continu est le couple transmis Cd au 5 différentiel du véhicule par le dispositif d'embrayage. Le couple transmis au différentiel est calculé en continu par le calculateur du véhicule suivant la formule Cd = XDrx,ur, dans laquelle Cd représente le couple transmis au différentiel, Cm le couple transmis par le dispositif d'embrayage, Dr la démultiplication du rapport de vitesse engagé, et du, le rendement de la boite de vitesses pour le rapport de vitesses engagé. Le rendement de la 10 boite de vitesses correspond à la perte de couple existant au sein de la boite de vitesses et qui est due aux frottements des arbres et des pignons de la boite de vitesses dans le fluide hydraulique. [0027] Le moyen de commande connait précisément les variables Cd, Cm, Dr et puisque ces variables sont directement liées à la boite de vitesses. Le moyen de 15 commande de la boite de vitesses connait donc à chaque instant et précisément le couple transmis Cd par le dispositif d'embrayage au différentiel du véhicule. [0028] Le troisième paramètre déterminé lors de cette étape E0 du procédé est le couple seuil Cs pouvant être transmis au différentiel, ce couple seuil Cs étant une variable fonction de la différence de régimes AR existant entre les deux roues du train moteur. Par sécurité, 20 on choisit ce couple seuil Cs inférieur au couple maximal pouvant être supporté par le différentiel, ce couple seuil Cs étant par exemple inférieur de cinq à quinze pour cents du couple maximal, préférentiellement inférieur de dix pour cents du couple maximal. [0029] Le couple seuil Cs est en fait une cartographie dépendant de la différence de régimes AR existant entre les roues du train moteur. Cette cartographie de couple seuil Cs 25 dépendant de la différence de régimes AR entre les roues du train moteur est enregistrée dans l'espace mémoire du moyen de commande. [0030] Le procédé comprend en outre une étape El consistant à diminuer le couple transmis Cd au différentiel tant que ce couple transmis Cd est supérieur au couple seuil C. Cette étape El est mise en oeuvre par le moyen de commande de la boite de vitesses de 30 la manière suivante : 3064573 6 [0031] Le calculateur du moyen de commande détermine en continu la différence entre le couple transmis Cd par le dispositif d'embrayage au différentiel et le couple seuil Cs pouvant être transmis au différentiel. Si cette comparaison indique que le couple transmis Cd devient supérieur au couple seuil Cs, alors le moyen de commande pilote le dispositif 5 d'embrayage pour diminuer le couple transmis Cd au différentiel. Pour ce faire, le moyen de commande fait diminuer la pression exercée par le fluide hydraulique sur le ou les disques d'embrayage, ce qui fait diminuer le couple transmis Cd au différentiel. Cette étape est réalisée tant que le couple transmis Cd est supérieur au couple seuil C. [0032] Ainsi, la présente invention permet non seulement de préserver l'intégrité 10 mécanique du différentiel du véhicule, mais permet également de ne pas surprotéger le différentiel en connaissant précisément et à chaque instant le couple transmis par le dispositif d'embrayage et la boite de vitesses au différentiel. Il en résulte une dynamique de la conduite améliorée lors de la négociation de virages et plus généralement lorsque le véhicule suit une trajectoire courbe. 15 [0033] La configuration telle que décrite n'est pas limitée au mode de réalisation décrit dans le texte et représenté sur les figures. Elle n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif. De multiples modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le procédé reste applicable à un véhicule à deux trains motorisés : le moyen de commande de la boite de vitesses prend dans ce cas en charge 20 les deux différentiels de manière indépendante. On pourrait également imaginer un dispositif d'embrayage sec au lieu d'un dispositif d'embrayage humide. Un tel embrayage sec comprend un actionneur électrique ou hydraulique qui est adapté pour exercer une pression sur le disque d'embrayage, de sorte que ce dernier soit pressé contre le volant. Le moyen de commande contrôle alors la position de cet actionneur pour faire varier la 25 pression exercée sur le disque d'embrayage, et par conséquent pour faire varier le couple transmis Cd au différentiel. REVENDICATIONS1) Procédé d'adaptation du couple transmis (Cd) par une boite de vitesses d'un véhicule à moteur thermique, notamment automobile, à un différentiel du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de déterminer en continu : - La différence de régimes (AR) existant entre les deux roues d'un train moteur du véhicule ; - Le couple transmis (Cd) à un différentiel interposé entre la boite de vitesses et le train moteur à partir de la valeur de la démultiplication du rapport de vitesse engagé (Dr), et - Le couple seuil (Cs) pouvant être transmis au différentiel, ce couple seuil (Cs) étant une variable fonction de la différence de régimes (AR) existant entre les deux roues du train moteur ; Et en ce qu'il comprend une étape de diminution du couple transmis (Cd) au différentiel tant que ce couple transmis (Cd) est supérieur au couple seuil (Cs). 2) Véhicule automobile à moteur thermique comprenant un train moteur de roues, une boite de vitesses de type humide baignant dans un fluide hydraulique, un dispositif d'embrayage humide, un différentiel interposé entre le dispositif d'embrayage et le train moteur, caractérisé en ce que la boite de vitesses comprend un moyen de commande apte à mettre en oeuvre un procédé d'adaptation du couple transmis (Cd) par la boite de vitesses au différentiel selon la revendication 1. 3) Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de commande comprend un calculateur apte à déterminer en continu le couple transmis (Cd) selon la formule Cd = Cm x D, x su,., Cd étant le couple transmis au différentiel, Cm le couple transmis par le dispositif d'embrayage, Dr la démultiplication du rapport de vitesse engagé, et eu,. le rendement de la boite de vitesses pour le rapport de vitesses engagé, le calculateur étant en outre apte à comparer en continu le couple transmis (Cd) au différentiel et le couple seuil (Cs) pouvant être transmis au différentiel. 3064573 8 4) Véhicule selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen de commande est adapté pour faire varier la pression exercée par le fluide hydraulique de la boite de vitesses dans le dispositif d'embrayage de manière à faire varier le couple transmis (Cd) au différentiel. 5 5) Véhicule selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la boite de vitesses comprend un capteur apte à mesurer les régimes des roues du train moteur, et en ce que le calculateur du moyen de commande est apte à calculer la différence entre ces deux régimes (AR). 6) Véhicule selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le 10 moyen de commande comprend un espace mémoire dans lequel les valeurs du couple seuil (Ce) en fonction de la différence entre les deux régimes (AR) des roues du train moteur sont enregistrées.