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FR3022302A1 - Procede d'arret d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile muni d'un double volant amortisseur - Google Patents

Procede d'arret d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile muni d'un double volant amortisseur Download PDF

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FR3022302A1
FR3022302A1 FR1455318A FR1455318A FR3022302A1 FR 3022302 A1 FR3022302 A1 FR 3022302A1 FR 1455318 A FR1455318 A FR 1455318A FR 1455318 A FR1455318 A FR 1455318A FR 3022302 A1 FR3022302 A1 FR 3022302A1
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Olivier Balenghien
Ratiba Mezhoud
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Peugeot Citroen Automobiles SA
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Abstract

L'invention porte principalement sur un procédé d'arrêt d'un moteur à combustion interne (1) de véhicule automobile muni d'un double volant amortisseur (2), ledit moteur à combustion interne (1) étant muni d'accessoires (4.1 -4.3) reliés à un vilebrequin, caractérisé en ce que, lors d'une demande d'arrêt dudit moteur à combustion interne (1), ledit procédé comporte: - une étape d'arrêt d'injection de carburant, - une étape de fermeture d'un doseur ou d'un papillon d'alimentation en air dudit moteur à combustion interne (1), et - une étape de prélèvement d'un couple moteur au moins égal à 10N.m par lesdits accessoires (4.1 -4.3), - ladite étape de prélèvement de couple moteur étant réalisée au minimum dans une plage de régime critique correspondant à une plage fréquentielle d'excitation du double volant amortisseur (2) située sous un régime de ralenti dudit moteur à combustion interne (1).

Description

PROCEDE D'ARRÊT D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE DE VEHICULE AUTOMOBILE MUNI D'UN DOUBLE VOLANT AMORTISSEUR [0001] La présente invention porte sur un procédé d'arrêt d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile muni d'un double volant amortisseur. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse aussi bien avec les moteurs de type essence que les moteurs de type diesel. [0002] Afin de filtrer les acyclismes du moteur, il est connu d'utiliser notamment deux types de volants amortisseurs. Ainsi, on connaît des volants amortisseurs simples comportant un volant d'inertie unique auquel est associé un système de filtration. On connaît également les doubles volants amortisseurs (DVA) comportant un premier et un deuxième volant d'inertie entre lesquels est installé un système de filtration. [0003] Comme on peut le voir sur la figure 1, pour un acyclisme moteur donné représenté par la courbe Ai, le volant simple présente une plage d'excitation PO située après le ralenti sur laquelle le volant simple amplifie l'acyclisme du moteur (cf. courbe A2).
Au-delà d'un certain régime (ici égal environ à 2500 tours/min), le volant simple assure un filtrage de l'acyclisme moteur. [0004] Le double volant amortisseur présente l'avantage d'assurer un filtrage de l'acyclisme du moteur plus efficace qu'un volant simple, dans la mesure où l'acyclisme du double volant amortisseur représenté par la courbe A3 se situe dès les bas régimes en dessous de la courbe Ai. Le problème d'un tel volant est qu'il possède une plage P1 d'excitation très énergétique située en dessous du régime de ralenti du moteur compris généralement entre 600 et 850 tours/min. [0005] Une fois le moteur en marche, cette plage P1 n'a donc aucune influence sur le bon fonctionnement du moteur. Toutefois, il est important de passer rapidement cette plage d'excitation lors des démarrages et des arrêts du moteur thermique. [0006] Lors du démarrage, le moteur est configuré pour passer la plage P1 sur la première explosion du moteur. Par ailleurs, afin d'éviter les claquements du double volant amortisseur lors des arrêts du moteur thermique, la demanderesse a développé une stratégie "d'étouffement" du moteur thermique basée sur la fermeture d'un doseur (pour un moteur diesel) ou d'un boitier papillon (pour un moteur à essence). Une telle stratégie vise à provoquer la chute du régime moteur suffisamment rapidement pour passer la plage critique P1 afin de ne pas entretenir le mode propre du double volant amortisseur. [0007] Cette stratégie est très efficace à neuf mais devient moins performante avec le vieillissement du doseur ou du papillon dont l'étanchéité se dégrade. En conséquence, l'étouffement du moteur se dégrade avec le vieillissement du moteur, ce qui engendre des nuisances sonores lors de l'arrêt du moteur. Cela est particulièrement désagréable pour les véhicules équipés de la fonction d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur (fonction dite "stop and start" selon la terminologie anglo-saxonne) dont les arrêts et les redémarrages effectués en fonction des conditions de circulation sont très fréquents. [0008] Les documents FR2918222 et GB2427656 enseignent l'application d'un couple résistant par l'alternateur ou l'alterno-démarreur lors d'un arrêt du moteur thermique. Toutefois, il a été constaté que le couple résistif d'un alternateur ou d'un alternodémarreur, de l'ordre de 2 à 5 Nm sous un régime de ralenti du moteur, est insuffisant pour passer suffisamment rapidement la plage fréquentielle P1 d'excitation du double volant amortisseur sans exciter ce dernier. [0009] L'invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant un procédé d'arrêt d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile muni d'un double volant amortisseur, ledit moteur à combustion interne étant muni d'accessoires reliés à un vilebrequin, caractérisé en ce que, lors d'une demande d'arrêt dudit moteur à combustion interne, ledit procédé comporte: - une étape d'arrêt d'injection de carburant, - une étape de fermeture d'un doseur ou d'un papillon d'alimentation en air dudit moteur à combustion interne, et - une étape de prélèvement d'un couple moteur au moins égal à 10N.m par lesdits 25 accessoires, - ladite étape de prélèvement de couple moteur étant réalisée au minimum dans une plage de régime critique correspondant à une plage fréquentielle d'excitation du double volant amortisseur située sous un régime de ralenti dudit moteur à combustion interne. [0010] Ainsi, quel que soit l'état de vieillissement du doseur ou le papillon, l'invention 30 permet de générer un couple de freinage suffisant pour passer rapidement la plage de régime critique sans exciter le double volant amortisseur. On élimine ainsi les nuisances sonores apparaissant au freinage du moteur avec le vieillissement du moteur. [0011] Selon une mise en oeuvre, l'étape de prélèvement de couple moteur est mise en oeuvre par la commande d'un alternateur ou d'un alterno-démarreur et d'au moins un autre accessoire. [0012] Selon une mise en oeuvre, l'autre accessoire est le compresseur de climatisation que l'on fait fonctionner à sa cylindrée maximale. [0013] Selon une mise en oeuvre, ladite plage de régime critique est située autour d'une fréquence propre du double volant amortisseur. [0014] Selon une mise en oeuvre, ladite plage de régime critique est comprise au minimum entre une borne inférieure égale à la fréquence propre du double volant amortisseur moins 25% de la valeur de ladite fréquence propre et une borne supérieure égale à la fréquence propre du double volant amortisseur plus 25% de la valeur de ladite fréquence propre. [0015] Selon une mise en oeuvre, ladite plage de régime critique est comprise entre 250tr/min et 450tr/min. [0016] Selon une mise en oeuvre, le régime dudit moteur à combustion interne chute sur ladite plage de régime critique sur une durée inférieure à 0.2 secondes. [0017] Selon une mise en oeuvre, ladite plage de régime critique est prédéterminée. [0018] Selon une mise en oeuvre, ladite plage de régime critique est détectée par une surveillance d'une résistance dudit moteur lors de son arrêt via une surveillance d'un gradient du régime dudit moteur à combustion interne lors de son arrêt. Cela permet de s'adapter au comportement du moteur. [0019] Selon une mise en oeuvre, la demande d'arrêt dudit moteur à combustion interne est engendrée soit par une volonté du conducteur, soit par une décision d'un calculateur moteur ayant une fonction d'arrêt et de redémarrage du moteur à combustion interne dans le cas où des conditions de coupure dudit moteur sont respectées. [0020] Selon une mise en oeuvre, lesdits accessoires sont reliés au vilebrequin soit par une courroie soit par une cascade de pignons. [0021] L'invention a également pour objet un calculateur moteur de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte une mémoire programme stockant des instructions logicielles dont l'exécution permet la mise en oeuvre du procédé d'arrêt d'un moteur à combustion interne tel que précédemment défini. [0022] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'a titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0023] La figure 1, déjà décrite, est une représentation graphique, en fonction d'un régime d'un moteur à combustion interne, des acyclismes d'un volant amortisseur simple et d'un double volant amortisseur pour un acyclisme donné dudit moteur; [0024] La figure 2 est une vue en perspective schématique d'un moteur à combustion interne mettant en oeuvre le procédé selon la présente invention; [0025] La figure 3 est un diagramme des étapes principales du procédé d'arrêt du moteur à combustion interne selon la présente invention; [0026] La figure 4 est une représentation graphique de l'évolution du régime moteur en fonction du temps lors de la mise en oeuvre du procédé d'arrêt du moteur à combustion interne selon la présente invention. [0027] La figure 2 montre un moteur à combustion interne 1 d'un véhicule automobile muni d'un double volant amortisseur 2 et d'un dispositif d'entraînement 3 d'accessoires du moteur 1. Ces accessoires peuvent prendre par exemple la forme d'un compresseur de climatisation 4.1, d'un alternateur ou alterno-démarreur 4.2, et d'une pompe à eau 4.3. Le double volant amortisseur 2 comporte une couronne qui engrène avec un pignon d'entraînement d'un démarreur 7. [0028] Le dispositif 3 comporte en l'occurrence une première courroie de transmission 5 installée autour d'une poulie d'entraînement 6 associée à l'alternateur 4.2, d'une poulie d'entraînement 8 associée au compresseur de climatisation 4.1, et d'une poulie motrice 9 entraînée par le vilebrequin. Une deuxième courroie de transmission 11 est installée autour de la poulie motrice 9 et d'une poulie d'entraînement 12 de la pompe à eau 4.3. En variante, les accessoires sont reliés au vilebrequin par une cascade de pignons. [0029] Par ailleurs, un calculateur moteur 14 assure la commande des différents accessoires ainsi que la commande de l'injection du moteur 1. Le calculateur 14 pourra, le cas échéant, assurer la gestion d'une fonction d'arrêt et de redémarrage du moteur 1 (fonction "Stop and Start" en anglais). Le calculateur 14 comporte une mémoire de données 15 ainsi qu'une mémoire programme 16 stockant des instructions logicielles dont l'exécution permet la mise en oeuvre du procédé d'arrêt du moteur thermique 1 décrit ci-après en référence avec la figure 3. [0030] Plus précisément, suite à une demande d'arrêt Ar du moteur thermique 1 effectuée au cours d'une étape 100, le calculateur 14 commande, dans une étape 101, l'arrêt de l'injection de carburant dans des cylindres du moteur 1. La demande d'arrêt du moteur 1 peut être engendrée par une volonté du conducteur qui sollicite l'arrêt du véhicule via un élément de commande du type la clef de contact ou bouton de commande.
Alternativement, la demande d'arrêt du moteur est engendrée par une décision du calculateur 14 lors de la mise en oeuvre de la fonction d'arrêt et de redémarrage du moteur thermique, dans le cas où des conditions de coupure du moteur 1 sont respectées. [0031] Le calculateur 14 commande également, dans une étape 102, la fermeture d'un doseur ou d'un papillon d'alimentation en air du moteur 1. [0032] Dans une étape 103, le calculateur 14 commande un prélèvement d'un couple moteur au moins égal à 10 N.m par les accessoires sous le régime de ralenti du moteur. A cet effet, le calculateur 14 commande une augmentation maximum du courant induit aux bornes de l'alternateur ou de l'alterno-démarreur 4.2. En outre, le calculateur 14 fait prélever du couple moteur à au moins un autre accessoire 4.1 ou 4.3 pour atteindre au minimum 10 N.m de prélèvement de couple. [0033] De préférence, cet accessoire supplémentaire est le compresseur de climatisation 4.1 que le calculateur 14 fera fonctionner à sa cylindrée maximale. Le cas échéant, le calculateur 14 commande également un couplage de la poulie 8 du compresseur 4.1 avec un arbre de rotation du compresseur de climatisation 4.1. Il est à noter que la mise en fonctionnement du compresseur de climatisation 4.1 à sa cylindrée maximale fournit un couple résistant de l'ordre de 20 à 30 Nm à un régime situé sous le régime de ralenti du moteur thermique 1. [0034] Le prélèvement du couple moteur est effectué au minimum dans la plage P1 de régime critique correspondant à une plage fréquentielle d'excitation du double volant amortisseur 2 située sous un régime de ralenti du moteur thermique 1. La plage P1 est située autour d'une fréquence propre Fp du double volant amortisseur 2. La plage P1 est comprise au minimum entre une borne inférieure égale à la fréquence propre Fp moins 25% de la valeur de ladite fréquence propre Fp et une borne supérieure égale à la fréquence propre Fp plus 25% de la valeur de ladite fréquence propre Fp. [0035] La fréquence propre Fp dépend de la raideur torsionnelle du double volant amortisseur 2 (soit de la raideur du ou des ressorts du double volant amortisseur 2), de l'inertie d'un plateau primaire et d'un plateau secondaire du double volant amortisseur 2, ainsi que de l'inertie du vilebrequin du moteur 1 et de l'arbre primaire de la boîte de vitesses. La plage P1 de régime critique est alors évaluer en fonction des caractéristiques d'inertie et de raideur torsionnelle du Double Volant Amortisseur. [0036] Dans un exemple, la fréquence propre Fp du double volant amortisseur 2 est de l'ordre de 350 tr/min pour une excitation sur l'ordre fondamental. La plage P1 de régime critique est alors comprise entre 250tr/min et 450tr/min. [0037] Comme on peut le voir sur la figure 4, le prélèvement du couple moteur par l'alternateur ou l'alterno-démarreur 4.2 ainsi que par le compresseur de climatisation 4.1 augmente de manière substantielle la vitesse de décélération du moteur thermique 1, ce qui permet de passer rapidement la plage fréquentielle d'excitation du double volant amortisseur 2 lors des arrêts du moteur thermique 1. [0038] De préférence, le prélèvement du couple moteur par les accessoires est effectué en sorte que le régime Wm du moteur thermique 1 chute sur la plage P1 de régime critique sur une durée T inférieure à 0.2 secondes. [0039] La plage P1 de régime critique précitée pourra être prédéterminée. Dans ce cas, les valeurs de la plage sont stockées dans la mémoire de données 15 du calculateur 14 pour un type de moteur particulier. [0040] Alternativement, la plage P1 de régime critique est détectée par surveillance d'un gradient du régime du moteur Wm lors de l'arrêt du moteur thermique 1. En effet, quand le régime du moteur Wm est dans la plage fréquentielle d'excitation du double volant amortisseur 2, on observe une résistance à l'arrêt du moteur 1 due au fait que le double volant amortisseur 2 réinjecte de l'énergie au vilebrequin. La détection de cette résistance et donc de la plage P1 de régime critique est alors réalisée par une surveillance du gradient du régime du moteur Wm lors de l'arrêt du moteur 1. [0041] Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution par tous autres équivalents.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé d'arrêt d'un moteur à combustion interne (1) de véhicule automobile muni d'un double volant amortisseur (2), ledit moteur à combustion interne (1) étant muni d'accessoires (4.1-4.3) reliés à un vilebrequin, caractérisé en ce que, lors d'une demande d'arrêt (100) dudit moteur à combustion interne (1), ledit procédé comporte: - une étape (101) d'arrêt d'injection de carburant, - une étape (102) de fermeture d'un doseur ou d'un papillon d'alimentation en air dudit moteur à combustion interne (1), et - une étape (103) de prélèvement d'un couple moteur au moins égal à 10N.m par lesdits accessoires (4.1-4.3), - ladite étape de prélèvement de couple moteur étant réalisée au minimum dans une plage de régime critique (P1) correspondant à une plage fréquentielle d'excitation du double volant amortisseur (2) située sous un régime de ralenti dudit moteur à combustion interne (1).
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de prélèvement de couple moteur est mise en oeuvre par la commande d'un alternateur ou d'un alternodémarreur (4.2) et d'au moins un autre accessoire (4.1, 4.3).
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'autre accessoire est le compresseur de climatisation (4.1) que l'on fait fonctionner à sa cylindrée maximale.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite plage (P1) de régime critique est située autour d'une fréquence propre (Fp) du double volant amortisseur (2).
  5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite plage (P1) de régime critique est comprise au minimum entre une borne inférieure égale à la fréquence propre (Fp) du double volant amortisseur (2) moins 25% de la valeur de ladite fréquence propre (Fp) et une borne supérieure égale à la fréquence propre (Fp) du double volant amortisseur (2) plus 25% de la valeur de ladite fréquence propre (Fp).
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite plage (P1) de régime critique est prédéterminée.
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite plage (P1) de régime critique est détectée par une surveillance d'une résistance dudit moteur lors de son arrêt via une surveillance d'un gradient du régime (Wm) dudit moteur à combustion interne (1) lors de son arrêt.
  8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la demande d'arrêt dudit moteur à combustion interne (1) est engendrée soit par une volonté du conducteur, soit par une décision d'un calculateur moteur (14) ayant une fonction d'arrêt et de redémarrage du moteur à combustion interne (1) dans le cas où des conditions de coupure dudit moteur (1) sont respectées.
  9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits accessoires (4.1-4.3) sont reliés au vilebrequin soit par une courroie soit par une cascade de pignons.
  10. 10. Calculateur moteur (14) de véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte une mémoire programme (16) stockant des instructions logicielles dont l'exécution permet la mise en oeuvre du procédé d'arrêt d'un moteur à combustion interne (1) défini selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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