Boucle fermee

BOUCLE FERMEE: EXPLICATIONS ET POURQUOI EST-CE NECESSAIRE?

Le terme "boucle fermée" est utilisé pour décrire un système dont le boitier électronique utilise le signal d'un ou plusieurs capteurs comme référence pour contrôler en temps réel ses actions.
Un exemple bien connu de "boucle fermée" est la sonde lambda dans les gestions moteurs.
Le boitier mesure la richesse du mélange air essence brulé par le moteur grâce à cette sonde. Il compare la valeur obtenue avec une valeur cible et ajuste la quantité d'essence injectée pour obtenir cette valeur.
Pour le cas d'un système de commande au volant à "boucle fermée" comme Geartronics,  tout  se situe au niveau du capteur de position de boite de vitesse. La position du barillet est connue en permanence par le système de gestion qui base ensuite ses actions (coupure d’allumage, coup de gaz etc.)  sur cette mesure de manière exacte et parfaitement synchronisée.

Par comparaison, un système sans « boucle fermé » n’a aucun retour d’information et ne considère pas la position réelle du mécanisme de sélection.  Pour gérer les différentes actions un tel système se base uniquement sur des temporisations fixes et identiques pour chaque changement de rapport sans se préoccuper si la durée correspond réellement  aux besoins.

La technologie « boucle fermée » est utilisée depuis longtemps dans beaucoup de domaines et a été assimilée par Geartronics ainsi que d’autres systèmes haut de gamme. Ces stratégies de contrôle complexes ne sont certainement pas lentes ou dépassées comme certains le clament. Elles offrent une fiabilité sans faille et les changements les plus rapides.

Pour comprendre pourquoi la « boucle fermée » est absolument nécessaire il est important de comprendre les bases de ce qui compose un changement de rapport.

Quelque soit le changement de rapport, montée ou descente, il se décompose en deux parties.
D’abord il faut désengager le rapport puis engager le suivant. Ces deux étapes ont des durées VARIABLES qui dépendent de très nombreux facteurs impossibles à prévoir car changeant en permanence (piste, bosses, appui de l’auto, régime et charge moteur etc.).
Désengager le rapport est la partie la plus compliquée à cause de ce que l’on appelle le couple de verrouillage.
A la montée, le couple de verrouillage garde le crabot et le pignon bloqués ensemble pour une certaine durée après la coupure d’allumage.
A la descente il se passe la même chose pendant la période du coup de gaz avec le couple dirigé en sens inverse (les roues entrainent le moteur). Le temps nécessaire au crabot pour se désengager dépend d’une multitude de paramètres imprévisible et impossible à modéliser. Mieux vaut donc ne pas compter sur une coupure d’allumage ou un coup de gaz de quelques millisecondes et prier pour que le timing soit correct.

La durée du changement de rapport varie donc, mais l’important est de bien apprécier dans quelle mesure.
Nos acquisitions de données montrent que sans charge sur les roues un changement peut se faire en moins de 25 millisecondes pour n’importe quel rapport et est principalement limité par la vitesse du vérin car le couple de verrouillage est quasi nul.  Sur la piste par contre tout devient différent. Les temps de passage varient entre 30 et 150 millisecondes voir plus dans certains cas.
Maintenant, si vous utilisez un système basé sur des temporisations, combien de temps allez vous couper l’allumage? Combien de temps allez-vous faire durer le coup de gaz? Que se passera-t il si l’allumage est remis alors que le rapport n’est pas rentré? Si le coup de gaz est encore présent quand le rapport inférieur est enclenché?
Vous pouvez voir deux graphes et montrant clairement le besoin d’agir en fonction de la position réelle du mécanisme de sélection plutôt que simplement avec des durées fixes pour chaque action.

La question suivante est que se passe-t-il si le changement de rapport se fini avant la fin de la coupure d’allumage? En d’autres termes, que se passe-t-il si l’allumage est coupé alors que le moteur est en prise?
La voiture continue sur sa lancée alors que le moteur est entrainé par les roues. Souvenez vous que pendant ce temps l’accélérateur est grand ouvert, le moteur recevant tout l’air qu’il peut admettre et devient donc un impressionnant compresseur d’air qui tire son alimentation de l’inertie de la voiture créant un frein très efficace !
En résumé, un système basé seulement sur des temporisations, en plus de réduire la performance, cause une instabilité du châssis à cause d’un large trou dans la courbe d’accélération. De plus, quand la puissance moteur est enfin restaurée, le changement brutal de direction du couple dans l’assemblage crabot pignon entraîne d’inévitables dommages.
Si le temps de coupure est trop court il se passe soit des gros dommages dans les crabots si le rapport rentre soit carrément un rebond du crabot et la vitesse est ratée et le crabot endommagé.
Le challenge est encore plus complexe à la descente des rapports car il faut en plus donner un coup de gaz suffisamment puissant pour désengager le rapport, assez long pour synchroniser les vitesses des arbres et pas trop fort pour ne pas pousser la voiture.

Optimiser toutes les phases d’un changement de rapport est une affaire très compliquée et la moindre déviation entraîne des dommages aux crabots et un impact sur le comportement de l’auto.
Les conditions de piste, la moindre bosse, et une myriade d’autres facteurs influent sur le temps de changement de rapport.La seule solution capable de déterminer avec exactitude le temps de coupure nécessaire (comme la durée et l’amplitude du coup de gaz) est de se baser sur la position réelle du barillet de boite et de piloter la coupure d’allumage en fonction de la position du crabot.
Quand Geartronics réalise une montée de rapport, la coupure d’allumage se fait jusqu’à un angle de rotation du barillet pré déterminé quelque soit le temps que cela prenne. Le couple moteur est ensuite restitué sans perte de temps induite par une coupure trop longue et sans provoquer de dommages au crabot.
Ces stratégies ont été finement et longuement développées par Geartronics et nous permettent de vous proposer un système qui est capable de changer de rapport dans TOUTES les conditions sans le moindre dommage aux composants de la boite de vitesse et sans aucun mouvement de châssis induits.
Combien de fois vous êtes vous retrouvé devant cette épingle ou ce virage qui referme où il est plus rapide de rentrer en deuxième mais d’où il faudrait ressortir en première?
Geartronics vous permet de changer de rapport quand vous le souhaitez même de seconde à première sur sol mouillé sans que cela impacte le moins du monde le comportement du châssis !