TITRE : Procédé de diagnostic d’une usure d’huile d’un convertisseur de couple de boîte de vitesses automatique d’un véhicule automobile

Domaine technique

L’invention concerne, de manière générale, les systèmes de diagnostic de l’usure de l’huile des systèmes de transmission hydromécanique de boîte de vitesses automatique de véhicule automobile.

Une application particulièrement intéressante de l’invention concerne les boîtes de vitesses automatiques comprenant un convertisseur de couple, par exemple dotées d’un embrayage hydraulique de pontage de convertisseur de couple, dont la dénomination anglo-saxonne est plus connue sous le nom de « Lock- up », ou les boîtes automatiques dotées d’un double embrayage humide.

Toutefois, l’invention s’applique également à tout autre type de véhicule pourvu d’un système d’embrayage utilisant de l’huile sous pression entre un élément rotatif d’entraînement et un élément entraîné, pour assurer une lubrification des pièces rotatives ou pour assurer le serrage d’un embrayage.

Techniques antérieures Les boîtes de vitesses automatiques comprennent un convertisseur de couple permettant de transférer l’énergie en sortie du moteur vers la chaîne cinématique du véhicule.

On a représenté sur la figure 1 un convertisseur de couple 1 ainsi qu’un moteur 2 et le départ de la chaîne cinématique 3. Ce convertisseur de couple 1 comprend un impulseur 5 relié au vilebrequin moteur 6 et une turbine 7 reliée à la chaîne cinématique 3. L’impulseur 5 fait circuler de l’huile 8 régulée en pression afin de mettre en rotation la turbine 7 reliée à la chaîne cinématique 3. Ce système est nécessaire lors d’un freinage brutal du véhicule pour éviter un calage du véhicule dû à une différence de régime entre celui du moteur 2 (régime COM), qui continue de tourner, et celui de la turbine 7 du convertisseur de couple 1 (régime wt), qui a fortement ralenti sa rotation. Au démarrage, il est également utile car il permet de multiplier le couple moteur et de mettre progressivement la turbine 7 en rotation. Pour des rapports de vitesse plus élevés, le régime wt de la turbine 7 du convertisseur de couple 1 est élevé et se rapproche du régime COM du moteur 2. Cependant, une perte d’énergie a lieu, imputable à rutilisation de l’huile 8.

Afin d’éviter cette perte d’énergie inutile, un pontage 10 de l’impulseur 5 avec la turbine 7 est effectué, afin de solidariser ces deux pièces et de synchroniser le régime moteur COM avec le régime wt de la turbine 7 du convertisseur de couple 1.

Ce pontage 10 est effectué dans le convertisseur de couple 1, donc en contact avec l’huile 8 présente dans le convertisseur 1, et plus largement présente dans la boîte de vitesses.

Cependant, malgré une garantie des constructeurs, on peut constater une usure de l’huile 8 au cours du temps, provoquée par exemple par une pollution de l’huile par des particules en suspension, par exemple des métaux en suspension. L’huile peut également se charger d’humidité, par condensation par exemple, avec pour conséquence une usure, soit une perte de ses caractéristiques mécaniques. Une conduite particulière du véhicule peut également favoriser cette usure.

Le rôle de l’huile est multiple. Elle sert à mettre en rotation la turbine, à lubrifier certains éléments de la boîte de vitesses et à serrer certains embrayages et freins hydrauliques de la boîte de vitesses.

L’impact de cette usure se fait alors ressentir sur la qualité des passages d’un rapport de vitesse à un autre, la durabilité des composants, un encrassage de vannes de modulation de pression, une pollution du système de refroidissement d’huile, ou encore la perte de transmissibilité de couple des embrayages et des freins hydrauliques.

Des dispositifs existants permettent d’alerter le conducteur sur un besoin de vidange mais ne se basent que sur le temps d’utilisation de la boîte de vitesses ou sur un nombre de kilomètres effectués par le véhicule, et non sur des paramètres réels qui influent directement sur l’intégrité du véhicule et de la conduite.

Exposé de l’invention La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients des systèmes précités.

L’invention a donc pour obj et un procédé de diagnostic d’une usure d’huile d’un convertisseur de couple de boîte de vitesses automatique d’un véhicule automobile comprenant une comparaison des régimes du moteur et de la turbine du convertisseur de couple lorsque le convertisseur de couple du véhicule est ponté.

Ainsi, la comparaison du régime moteur avec celui de la turbine du convertisseur de couple permet de détecter une usure réelle de l’huile et d’alerter le conducteur au moment où l’huile a besoin d’être changée plutôt qu’à un kilométrage donné. Cela permet également d’aiguiller un garagiste lorsque celui-ci reçoit un véhicule dont le moteur génère un régime à à-coups. Il peut ainsi changer l’huile en connaissance de cause plutôt que d’essayer de réparer le système d’injection, qui lui, n’est pas forcément endommagé. Avantageusement, la comparaison des régimes du moteur et de la turbine du convertisseur de couple est effectuée s’il y a eu une étape de vérification garantissant que le convertisseur de couple du véhicule est ponté, et que la température de l’huile de la boîte de vitesses est supérieure à un seuil de température prédéterminé, et que le couple moteur est supérieur à un seuil de couple prédéterminé.

Avantageusement, lors la comparaison des régimes du moteur et de la turbine du convertisseur de couple, on détecte un écart significatif de régime entre les deux régimes si la valeur de la différence entre les deux régimes oscille à une fréquence comprise dans une plage de fréquence prédéterminée durant une période prédéterminée et si la valeur de l’amplitude de la différence entre les deux régimes dépasse un seuil de valeur prédéterminé.

Avantageusement, on diagnostique une usure d’huile du convertisseur de couple si le nombre d’occurrences de l’écart significatif de régime entre les régimes du moteur et de la turbine du convertisseur de couple dépasse un seuil d’occurrences prédéterminé durant une période prédéterminée ou si l’écart significatif de régime se prolonge au-delà d’un seuil de temps prédéterminé. Avantageusement, on envoie un signal d’alerte perceptible par le conducteur si une usure d’huile du convertisseur de couple a été diagnostiquée.

Avantageusement, le signal d’alerte perceptible par le conducteur est un signal lumineux émis à partir du tableau de bord. Avantageusement, on mémorise au moins un paramètre de roulage du véhicule et au moins un paramètre de détection d’un écart significatif de régime entre les régimes du moteur et de la turbine du convertisseur de couple ayant servi au diagnostic d’une usure de l’huile du convertisseur de couple. L’invention a également pour obj et un système de diagnostic d’usure d’huile d’un convertisseur de couple de boîte de vitesses automatique d’un véhicule automobile pour la mise en œuvre d’un procédé tel que défini ci-dessus, comprenant des moyens de comparaison des régimes du moteur et de la turbine du convertisseur de couple lorsque le convertisseur de couple du véhicule est ponté.

Brève description des dessins

D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :

[Fig 1] dont il a déjà été fait mention, illustre une coupe schématique d’un convertisseur de couple d’une boîte de vitesses mettant en œuvre un procédé selon l’invention ; [Fig 2] illustre un organigramme représentant les étapes du procédé selon l’invention ; et

[Fig 3] illustre un graphique représentant les régimes du moteur et de la turbine du convertisseur de couple en fonction du temps lors d’une usure d’huile de la boîte de vitesses. Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation

On a représenté sur la figure 1, dont il a déjà été fait mention, une vue schématique d’un convertisseur de couple 1 de boîte de vitesses automatique mettant en œuvre un procédé selon l’invention. Le convertisseur de couple 1 est présenté de manière schématique afin de s’adapter à chaque type d’architecture de convertisseur de couple existant. De même, un double embrayage humide d’une boîte de vitesses automatique reprend les caractéristiques essentielles du convertisseur de couple nécessaire à la mise en œuvre du procédé selon l’invention. En effet, les systèmes d’embrayages s’apparentent au système de pontage d’un convertisseur de couple.

On a représenté figure 2 un organigramme représentant les étapes du procédé selon l’invention.

Le procédé permet de détecter l’un des effets de l’usure de l’huile 8, consistant en une perte d’adhérence de l’impulseur 5 avec la turbine 7 lorsqu’ils sont pontés. On détecte ainsi la présence de micro glissements entre l’impulseur 5 et la turbine 7 lorsque ces deux éléments sont pontés, ce qui provoque des à-coups dans le régime moteur COM.

Ce procédé est avantageusement mis en œuvre par un calculateur de bord du véhicule qui est à cet effet dûment programmé pour mettre en œuvre chacune des étapes du procédé.

Tout d’abord, des conditions sont nécessaires pour réaliser le procédé de diagnostic. La vérification de la présence de ces conditions constitue la première étape 15 du procédé. En premier lieu, le convertisseur de couple 1 doit être ponté. Ensuite, la température de l’huile 8 présente dans la boîte de vitesses doit être supérieure à un seuil de température prédéterminé, par exemple de quatre-vingt-dix degrés Celsius. Et enfin, le couple moteur doit être supérieur à un seuil de couple prédéterminé, par exemple de cent Newton mètre. Tous ces paramètres sont déjà récoltés dans les véhicules automobiles à l’aide de capteurs, et traités dans un calculateur du véhicule. Ils sont donc accessibles pour d’autres utilisations telles que le procédé selon l’invention, effectué par un calculateur. Ces paramètres permettent de garantir les conditions d’apparition de micro-glissements entre l’impulseur 5 et la turbine 7. En effet, l’un des symptômes de ces micro-glissements est une élévation de la température de l’huile 8. Le coefficient de frottement dynamique de l’huile étant modifié lors de son usure, la friction engendrée entre l’impulseur 5 et la turbine 7 dégage de la chaleur. De plus, une telle situation ne survient que si le conducteur demande un couple important au moteur 2.

L’étape 16 suivante est une étape de comparaison du régime du moteur COM avec le régime de la turbine wt. Lors d’un pontage parfait, ces deux régimes COM et wt doivent être les mêmes puisque la turbine 7 et le moteur 2, via l’impulseur 5, sont solidaires.

En revanche, si des micro-glissements ont lieu, le régime moteur COM oscille à un régime différent de celui de la turbine 7. Le régime de cette dernière reste constant grâce à l’inertie du véhicule automobile.

On a représenté figure 3 un graphique ayant pour abscisse une échelle de temps et pour ordonnée une échelle de vitesse angulaire représentant schématiquement le régime moteur COM et le régime de la turbine wt alors que des micro-glissements ont lieu. Ils sont mis en évidence lors de l’étape 17, dans laquelle on détecte un écart significatif entre les deux régimes si la différence de valeur entre les deux régimes oscille à une fréquence F comprise dans une plage de fréquences prédéterminée et si l’oscillation s’effectue au moins durant une période P prédéterminée, par exemple pour une période P de deux-cent millisecondes et pour une fréquence F entre trente et soixante hertz, et si l’amplitude de la différence de valeur entre les deux régimes COM et wt dépasse un seuil S de valeur prédéterminé, par exemple de cinquante tours par minute.

Lors de l’étape 18 suivante, on diagnostique une usure d’huile 8 présente dans le convertisseur de couple 1 si le nombre d’occurrences de l’écart significatif entre les régimes COM et wt du moteur 2 et de la turbine 7 dépasse un seuil d’occurrences prédéterminé, par exemple de dix occurrences, durant une période prédéterminée, par exemple de dix secondes, ou si l’écart significatif de régime se prolonge au-delà d’un seuil de temps prédéterminé, par exemple de dix secondes.

Suite au diagnostic de l’usure d’huile 8, on envoie lors de l’étape 19 suivante un signal d’alerte perceptible par le conducteur. Il peut par exemple s’agir d’un voyant lumineux sur le tableau de bord ou d’un signal sonore dans l’habitacle du véhicule. Une notification peut également être envoyée par message, courrier électronique, ou tout autre type de télécommunication vers un terminal informatique de l’utilisateur, par exemple le téléphone portable du conducteur. Une étape 20 de mémorisation d’au moins l’un des paramètres de roulage du véhicule et d’au moins l’un des paramètres de détection d’un écart significatif de régime entre les régimes CO _M et wt du moteur et de la turbine ayant servi au diagnostic d’une usure d’huile 8 est effectué par un calculateur du véhicule.