La demande de réduction de couple au passage de rapport
Sur un véhicule à boîte automatique, moteur et boîte ne sont pas deux mondes séparés qui se croisent poliment sur le bus. Pendant chaque passage de rapport, la boîte prend la main sur le couple moteur. C'est le mécanisme le plus important à comprendre avant de toucher à l'un ou à l'autre.
Pourquoi la boîte demande une baisse de couple
Un passage de rapport, quelle que soit la technologie, consiste à faire passer la ligne de transmission d'un régime à un autre. Un organe de friction — embrayage, frein à disques multiples, bande — absorbe l'écart. L'énergie qu'il doit dissiper est le produit du couple transmis par l'écart de vitesse angulaire et par la durée.
Le calculateur de boîte ne peut agir que sur deux de ces trois facteurs, et l'un dépend directement du moteur. Il demande donc une réduction temporaire du couple moteur : moins de couple pendant le croisement, c'est moins d'énergie dans la friction, un passage plus court, plus froid, et un à-coup atténué.
Sur boîte à double embrayage, cette réduction lisse le croisement K1/K2 décrit dans la fiche sur les boîtes à double embrayage. Sur boîte à convertisseur, elle accompagne le remplissage et le serrage du train concerné.
Comment le dialogue s'organise
Tout repose sur la structure de couple du calculateur moteur, décrite dans la fiche dédiée. Le moteur n'expose pas ses cartographies : il expose des grandeurs normalisées, en newton-mètres ou en pourcentage, et il accepte des demandes exprimées dans la même unité.
Concrètement, sur le bus — voir le bus CAN :
- la boîte émet une demande d'intervention : un couple cible, un gradient et une durée maximale ;
- le moteur répond en publiant le couple qu'il réalise réellement, distinct du couple demandé par le conducteur ;
- la boîte referme la boucle en observant les régimes de ses arbres : si le régime d'entrée ne descend pas comme prévu, elle prolonge ou renforce sa demande.
Le tout se joue en quelques dizaines à quelques centaines de millisecondes.
Les deux chemins de réduction
Le moteur dispose de deux moyens de baisser son couple, de rapidité très différente :
| Chemin | Moyen | Délai | Coût |
|---|---|---|---|
| Rapide | retard d'allumage, coupure d'injection sélective | quelques combustions | échauffement des gaz, du catalyseur |
| Lent | fermeture papillon, réduction du remplissage, décharge de la wastegate | plusieurs centaines de ms | aucun échauffement |
C'est pour cela qu'un moteur essence conserve souvent une réserve de couple : il fonctionne volontairement avec un peu d'avance retardée, ce qui lui permet de rendre du couple instantanément en réavançant, et d'en retirer tout aussi vite. Voir l'avance à l'allumage.
Sur un diesel, la réduction passe par le débit injecté : elle est également rapide, mais elle interagit avec la pression de rampe et le contrôle des fumées. Voir le common rail.
Ce qui se casse quand le couple augmente
C'est le cœur du sujet, et la raison pour laquelle une optimisation moteur seule provoque des symptômes de boîte.
La grandeur de couple publiée ne correspond plus au couple réel. La boîte calcule ses pressions de serrage à partir de la valeur que le moteur lui annonce. Si le couple réel dépasse la valeur annoncée, le serrage est calculé trop faible : le passage glisse, l'organe de friction chauffe, et le compteur d'énergie interne s'en souvient. Le même mécanisme fausse la lecture des logs, comme expliqué dans la fiche sur les Nm affichés en log.
La profondeur de réduction devient insuffisante. Une demande calibrée pour retirer un certain nombre de newton-mètres ne retire plus la même proportion si le couple de départ est plus élevé. Le passage s'allonge, l'énergie dissipée augmente, et la sensation est celle d'un rapport qui « tire » avant de s'engager.
À l'inverse, une réduction devenue trop profonde crée un creux : le conducteur ressent un trou à la montée de rapport, souvent décrit comme une boîte qui « coupe ».
Le moteur peut refuser d'honorer la demande. Si la valeur cible sort de la plage que sa structure de couple accepte, il ne l'applique pas ou l'applique partiellement. La boîte, ne voyant pas son régime d'entrée descendre, prolonge la phase de glissement. Selon les stratégies, cela se traduit par un code de qualité de passage, une limitation de couple, un blocage sur un rapport ou une entrée en mode dégradé.
Ce qu'on observe pour le vérifier
Un relevé simultané des deux calculateurs répond à presque toutes les questions : couple demandé, couple réalisé, régime moteur, régime d'entrée de boîte, régime de sortie, rapport engagé, pression de ligne et température d'huile. Le passage propre se reconnaît à une chute nette et brève du couple réalisé, synchrone avec la transition de régime. Un passage qui traîne, un couple réalisé qui ne bouge pas, ou une transition de régime en deux temps signalent une incohérence.
C'est pour cette raison qu'un traitement de boîte n'a de sens qu'en cohérence avec le traitement moteur, et jamais l'un sans connaître l'autre.
Voir aussi les calculateurs de boîte, les seuils de passage et la pression de ligne et reprogrammer une boîte.
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