FR2764251A1 - Procede et dispositif pour commander le debut d'ouverture d'un embrayage automatise installe dans le train moteur d'un vehicule - Google Patents

Procede et dispositif pour commander le debut d'ouverture d'un embrayage automatise installe dans le train moteur d'un vehicule Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour commander le début d'ouverture ou la force minimale de serrage d'un embrayage automatisé situé dans le train moteur d'un véhicule.Une grandeur qui est en relation définie avec la vitesse de rotation du moteur à combustion interne 2, installé dans le train moteur du véhicule, est mesurée et un organe de manoeuvre 25, assurant l'ouverture de l'embrayage 4, est activé quand la vitesse de rotation diminue en dessous d'une valeur d'ouverture prédéterminée.

Description

La présente invention concerne un procédé pour commander le début d'ouverture d'un embrayage automatisé situé dans le train moteur d'un véhicule, où au moins est mesurée une donnée qui est en relation définie avec la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne installé dans le train moteur et à partir de laquelle, toujours ou le cas échéant, la vitesse de rotation est calculée et un organe de manoeuvre assurant l'ouverture de l'embrayage est activé quand la vitesse de rotation diminue en dessous d'une valeur prédéterminée d'ouverture, comme une valeur limite, dépendant d'au moins un paramètre de fonctionnement du train moteur.
L'automatisation d'embrayages actionnés par pédale dans des véhicules est de plus en plus appliquée.
De tels embrayages conduisent d'une part à une augmentation importante du confort de conduite. D'autre part, ils deviennent indispensables notamment dans le cas de boîtes de vitesses automatisées qui étaient manoeuvrées manuellement jusqu'à maintenant et ils conduisent, en relation avec de telles boîtes de vitesses, à une augmentation sensible du confort d'un véhiculé équipé d'une transmission automatique classique sans qu'il en résulte une augmentation de la consommation de carburant.
Un problème qui se pose avec des embrayages automatisés consiste en ce que, lors d'un freinage, l'embrayage doit être ouvert automatiquement et en temps correct pour que le véhicule ne broute pas excessivement ou bien que le moteur, lorsqu'il s'agit d'un moteur à combustion interne à pistons, ne cale pas. Du fait que cette ouverture de l'embrayage prend un certain temps, l'ouverture doit commencer, lors d'un freinage du véhicule, à des vitesses de rotation du moteur qui sont nettement supérieures à la vitesse de calage.
Un autre problème qui se pose dans le cas d'embrayages automatisés concerne la pression de serrage de fermeture de l'embrayage. Cette pression de serrage est commandée, pour des raisons de confort et d'énergie, en fonction de différents paramètres de fonctionnement du train moteur et à cet égard, une pression minimale de serrage, indépendante de paramètres de fonctionnement, est établie. Cette pression minimale de serrage permet, dans des conditions déterminées, un patinage de l'embrayage, ce qui est souhaitable par exemple à de basses vitesses pour obtenir une adaptation favorable à la variation de charge. Par contre aux grandes vitesses, il peut se produire, lors d'alternances entre traction et poussée, un patinage de l'embrayage.
L'invention a pour but de mieux adapter le fonctionnement d'embrayages automatisés aux conditions rencontrées en pratique, c'est-à-dire notamment à l'agencer de telle sorte qu'on obtienne de longues durées de service avec un bon confort de conduite.
Le problème posé est résolu conformément à l'invention essentiellement par le fait que la variation temporelle de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne est déterminée et que la valeur d'ouverture devient plus grande à mesure que la diminution temporelle de la vitesse de rotation croît. Du fait que la variation temporelle de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne est déterminée et que la valeur d'ouverture, ou la vitesse de rotation à laquelle l'embrayage s'ouvre lors d'un ralentissement du véhicule, est choisie d'autant plus grande que la diminution temporelle de la vitesse de rotation du moteur est plus grande, on obtient que l'embrayage soit ouvert, indépendamment du ralentissement du véhicule, à chaque fois que cela est nécessaire pour éviter un broutage du véhicule ou même un calage du moteur à combustion interne. Notamment la solution conforme à l'invention est indépendante d'actionnement de la pédale d'accélérateur du moteur et indépendante du degré d'actionnement de cette pédale car la solution conforme à l'invention est avantageuse précisément quand la pédale d'accélérateur n'est pas actionnée et/ou aussi quand les freins sont actionnés. La détermination du gradient de vitesse de rotation du moteur pour l'ouverture de l'embrayage est judicieuse lors du dépassement par défaut ou de l'atteinte de la valeur d'ouverture, notamment dans le cas de processus de marche en roue libre ou de freinage où la pédale d'accélérateur n'est pas actionnée.
Selon une autre particularité de l'invention il est judicieux que la grandeur précitée soit effectivement la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. Egalement il est judicieux que la grandeur précitée soit une vitesse de rotation de la transmission ou d'au moins une roue du véhicule.
En outre il est judicieux que la valeur d'ouverture soit déterminée par exemple en correspondance à la formule suivante
no = nômax - I a/(An/At) où
no : valeur d'ouverture = vitesse de rotation en dessous de laquelle l'embrayage s'ouvre
nômax : valeur maximale d'ouverture
a : constante de proportionnalité,
An/At : variation temporelle de la vitesse de rotation.
Il est avantageux que soit déterminée une valeur minimale d'ouverture en dessous de laquelle l'embrayage est ouvert également pour de très petites variations temporelles de la vitesse de rotation. Egalement il est judicieux qu'une valeur maximale d'ouverture corresponde à une vitesse de rotation de moteur comprise entre environ 1500 et 1000 tr/min, de préférence de 1200 tr/min. Egalement il est judicieux qu'une valeur minimale d'ouverture correspond à une vitesse de rotation de moteur comprise entre environ 500 et 800 tr/min, de préférence de 600 tr/min. Il est également avantageux que la valeur minimale d'ouverture corresponde à une vitesse de rotation de moteur légèrement supérieure à la vitesse de rotation produisant un calage du moteur.
On obtient grâce à l'invention, que la variation temporelle de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne soit déterminée et que l'organe de manoeuvre soit commandé de telle sorte que l'embrayage soit ouvert d'autant plus rapidement que la diminution temporelle de la vitesse de rotation augmente.
Il est avantageux que la vitesse d'ouverture de l'embrayage soit fonction de la diminution temporelle de la vitesse de rotation en correspondance à la formule suivante
VK = VKmin + b * où
VK : vitesse d'ouverture de l'embrayage
VKmin : vitesse minimale d'ouverture de l'embrayage
b : paramètre de proportionnalité.
L'invention concerne également un procédé pour commander le serrage minimal de fermeture d'un embrayage installé dans le train moteur d'un véhicule et qui est actionné au moyen d'un organe de manoeuvre qui est commandé par un appareil électronique de commande en correspondance a des paramètres de fonctionnement du train moteur, procédé caractérisé en ce que le serrage minimal de fermeture de l'embrayage est augmenté en correspondance à au moins un des paramètres de fonctionnement suivants : augmentation de la vitesse de rotation de roue, augmentation de la charge du moteur d'entraînement, augmentation de la température de l'embrayage ou de la transmission ou de l'eau de refroidissement ; enclenchement de l'installation de climatisation ; et/ou ledit serrage de fermeture est diminué en correspondance à un ou plusieurs des paramètres de fonctionnement suivants : activation d'un système augmentant la sécurité de marche, comme ABS (système anti-blocage), ASR (régulation anti-patinage) ou
ESP (différentiel électronique à verrouillage).
Du fait que le serrage minimal de fermeture de l'embrayage est augmenté en correspondance à au moins un des paramètres de fonctionnement indiqués, on évite un patinage indésirable de l'embrayage ou bien, lors d'une diminution du serrage minimal de fermeture de l'embrayage, on facilite en correspondance son patinage.
L'invention concerne également judicieusement un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de commande du début d'ouverture d'un embrayage, installé dans le train moteur d'un véhicule comprenant un moteur à combustion interne, un embrayage et une transmission, ce dispositif comprenant un organe de manoeuvre pour actionner l'embrayage et un appareil de commande pourvu d'un microprocesseur et comportant des entrées qui sont reliées à au moins un capteur de détection des paramètres de fonctionnement du train moteur, ainsi qu'une sortie pour la commande de l'organe de manoeuvre en correspondance à des algorithmes enregistrés dans l'appareil de commande et qui contiennent comme grandeurs variables au moins un des paramètres de fonctionnement du train moteur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels
La figure 1 représente schématiquement un train moteur d'un véhicule, en mettant en évidence le dispositif conforme à l'invention par un schéma à blocs, et
les figures 2 à 4 représentent des courbes permettant d'expliquer le procédé conforme à l'invention.
Conformément à la figure 1, un véhicule comprend un moteur à combustion interne 2, qui est relié par l'intermédiaire d'un embrayage 4 à une boîte de vitesses 6, qui assure l'entraînement des roues arrière 12 par l'intermédiaire d'un arbre à cardans 8 et d'un différentiel 10. Egalement il est possible d'utiliser un véhicule comportant des roues avant motrices ou toutes les roues motrices.
Pour le freinage du véhicule, il est prévu une installation de freinage 14 comportant un appareil de freinage 16, qui est commandé par l'intermédiaire d'une pédale de frein 18. La figure représente seulement la liaison entre l'appareil de freinage 16 et la roue avant de gauche. Il est évident que l'appareil de freinage 16 coopère avec toutes les roues du véhicule.
Pour une commande de la charge du moteur à combustion interne 2, il est prévu une pédale d'accélérateur 19 qui commande un papillon d'étranglement 21. La boîte de vitesses 16 est commutée au moyen d'un levier de commutation ou de changement de vitesses 23.
L'embrayage 4 est automatisé et est actionné par un organe de manoeuvre 25 par l'intermédiaire d'un cylindre émetteur 27 et d'un cylindre récepteur 29. L'organe de manoeuvre 25 est commandé à partir d'un appareil électronique de commande 31, qui contient un microprocesseur associé à des mémoires et dont les entrées sont reliées à différents capteurs du train moteur, par exemple un capteur 32 de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne ou de l'arbre d'entrée de l'embrayage, un capteur 34 de détection de la vitesse de rotation du moteur, un capteur 36 pour détecter un souhait de commutation par actionnement du levier de changement de vitesses, un capteur 38 pour détecter la position de l'embrayage 4, etc. Le capteur 38 peut être monté sur le cylindre émetteur ou également sur le cylindre récepteur. Egalement un capteur 38 peut être prévu dans une voie mécanique d'actionnement.
La fonction de base du dispositif décrit est intrinsèquement connue et correspond à celle de véhicules comportant une boîte de vitesses à commutation manuelle et un embrayage automatisé. Les fonctions conformes à l'invention seront expliquées par la suite à l'aide des figures 2 à 4.
Sur la figure 2, la vitesse de rotation n du moteur à combustion interne 2 est portée sur l'axe des ordonnées et elle est captée au moyen du capteur 32.
L'axe des abscisses indique la valeur absolue de la variation temporelle An/At de la vitesse de rotation n, qui est calculée dans l'appareil de commande 31.
La vitesse de rotation n, pour laquelle l'organe de manoeuvre 25 est actionné par l'appareil de commande 31 en vue d'une ouverture de l'embrayage 4, est en relation avec la diminution temporelle de la vitesse de rotation n et elle est représentée par la courbe dessinée sous forme d'une droite et dont l'équation représentative est la suivante
no = nômax - I a/(An/At)I Où
no : valeur d'ouverture = vitesse de rotation en dessous de laquelle l'embrayage s'ouvre
nÖmax : valeur maximale d'ouverture
a : constante de proportionnalité,
: : variation temporelle de la vitesse de rotation.
A la place de l'équation représentative d'une droite, il est également possible d'utiliser une autre fonction dans un autre exemple de réalisation, par exemple une courbe de forme parabolique ou une courbe non linéaire.
Pour de très grands ralentissements, c'est-à-dire une très grande valeur de An/At, la vitesse angulaire d'ouverture se rapproche de la valeur no = nÖmaX qui correspond par exemple, pour un moteur à quatre cylindres, à 1200 tr/min. Plus An/At est petit, plus la vitesse angulaire d'ouverture est petite et, dans l'exemple représenté, elle décroît jusqu'à une valeur minimale min en dessous de laquelle l'embrayage est ouvert dans tous les cas où le véhicule est soumis à un freinage. L'algorithme d'après lequel la courbe de la vitesse angulaire d'ouverture no est calculée est enregistré dans l'appareil de commande 31 d'une manière intrinsèquement connue. Avec le procédé décrit, on obtient que, indépendamment du ralentissement correspondant du véhicule, l'embrayage soit constamment ouvert pour une vitesse de rotation de moteur m qui est proche d'une vitesse angulaire prédéterminée de broutage ou de calage et à cet égard on suppose que la durée d'ouverture de l'embrayage est constante. Si cela n'est pas le cas, du fait que l'embrayage n'est par exemple pas complètement fermé ou en serrage de fermeture, cette différence de durée peut être prise additionnellement en considération dans un algorithme correspondant.
La figure 3 met en évidence un autre procédé avec lequel on obtient que l'embrayage 4 soit à chaque fois ouvert complètement au voisinage de la vitesse angulaire de broutage ou de la vitesse angulaire de calage. L'axe des ordonnées représente la vitesse d'ouverture vK de l'embrayage, qui peut par conséquent être modifiée de telle sorte que l'organe de manoeuvre 25 soit commandé à une puissance différente par l'appareil de commande 31.
L'axe des abscisses représente à nouveau la valeur absolue de la variation temporelle de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. Comme on s'en rend compte, la courbe qui représente la vitesse d'ouverture vK en fonction de An/At peut être définie par la formule suivante
VK = VKmin + b * An/At,
où VKmin désigne la vitesse d'ouverture la plus petite possible. Dans le cas de la figure 3, l'ouverture de l'embrayage commence respectivement à une vitesse angulaire de moteur n1, fixe, prédéterminée et qui est nettement supérieure à la vitesse angulaire de calage, en étant par exemple de 800 tr/min dans le cas d'un moteur à quatre cylindres. Avec l'algorithme décrit, on obtient, au moyen d'un choix correspondant du paramètre b, que l'embrayage soit complètement ouvert quand la vitesse de rotation du moteur a diminué par exemple jusqu'à 600 tr/min. Il est évident qu'il est possible de tenir compte dans le paramètre b de paramètres de fonctionnement additionnels de train moteur, comme la température du moteur, la charge sollicitant le moteur à combustion interne, etc. Egalement dans un autre exemple de réalisation, il peut être avantageux d'avoir un profil de courbe différent.
La figure 4 met en évidence une possibilité avantageuse d'adapter la pression de serrage de fermeture de l'embrayage 4 à tout paramètre de fonctionnement.
Cette pression de serrage, ou la force de serrage AK, peuvent par conséquent être réglées de telle sorte que l'organe de manoeuvre 25 produise une fermeture de l'embrayage 4 jusque dans une position prédéterminée et variable, qui est détectée à l'aide du capteur 38. Dans l'exemple représenté, la force de serrage de fermeture K (portée en ordonnées) dépend linéairement la vitesse v du véhicule, qui est détectée au moyen du capteur 34. Quand la vitesse de véhicule augmente, la force de serrage de fermeture AK augmente également. Lorsque le système antiblocage ABS est enclenché 5enc1enché, la force de serrage AK de l'embrayage diminue brusquement jusqu'au trait dessiné horizontalement au-dessus de ABSenClenché de telle sorte que l'embrayage puisse entrer facilement en patinage ou même soit complètement ouvert, de sorte que le couple du moteur à combustion interne 2 influence seulement très peu, ou même pas du tout, le couple d'entraînement des roues.
D'autres paramètres de fonctionnement, qui sont pris en considération lors de la détermination de la pression de serrage de fermeture AK, de préférence individuellement ou en addition, sont les suivants
augmentation de la pression de serrage de fermeture avec l'augmentation de la vitesse de rotation du moteur, augmentation de la vitesse de rotation de la transmission, augmentation de la position du papillon d'étranglement, augmentation de la température de l'embrayage, de la transmission ou de l'eau de refroidissement, et également enclenchement de l'installation de climatisation.
La force de serrage de fermeture AK, de l'embrayage qui est dans le cas de la figure 4 la force minimale de serrage par laquelle l'embrayage est fermé, est réduite quand un système d'augmentation de sécurité de marche, comme un système de régulation automatique de patinage (ASR) ou bien un différentiel électronique à verrouillage (ESP) sont activés.
Il est évident que le dispositif représenté sur la figure 1 peut être modifié de nombreuses manières. Par exemple également la boîte de vitesses 6 peut être automatisée en assurant sa commutation dans les différentes vitesses au moyen de deux organes de manoeuvre. Egalement les courbes représentées sur les figures 2 à 4 peuvent être modifiées de différentes manières du fait que par exemple on n'a pas à faire intervenir une relation strictement linéaire ou bien des paramètres additionnels peuvent être pris en considération dans les algorithmes.
Les revendications déposées avec la demande de brevet sont des propositions de rédaction sans effet préjudiciable pour l'obtention d'une protection future par brevet. La Demanderesse se réserve encore de revendiquer d'autres caractéristiques mises en évidence jusqu'à maintenant seulement dans la description et/ou sur les dessins.
Des rattachements utilisés dans les revendications secondaires se rapportent à d'autres mises en oeuvre de l'objet de la revendication principale par les caractéristiques de la revendication secondaire correspondante mais il ne faut pas les considérer comme un renoncement à l'obtention d'une protection indépendante particulière des caractéristiques des revendications secondaires rattachées.
Les objets de ces revendications secondaires constituent également des inventions particulières qui sont d'une conception indépendante des objets des revendications secondaires antérieures.
L'invention n'est également pas limitée aux exemples de réalisation donnés dans la description. Au contraire, dans le cadre de l'invention, il est possible d'envisager de nombreuses variations et modifications, notamment des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières qui sont inventifs, par exemple par combinaison ou modification de certaines particularités, ou éléments, ou étapes opératoires, qui ont été décrits en relation avec ceux décrits dans la description générale, les formes de réalisation et les revendications et qui sont contenus dans les dessins en conduisant, par une combinaison de particularités à un nouvel objet, ou à de nouvelles étapes opératoires, ou à de nouvelles séquences d'étapes opératoires, pour autant également que cela concerne des procédés de fabrication, de contrôle et de mise en oeuvre.

Claims (14)

REVENDICATIONS
1. Procédé pour commander le début d'ouverture d'un embrayage automatisé installé dans le train moteur d'un véhicule, où au moins est mesurée une grandeur, qui est en relation définie avec la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne (2) installé dans le train moteur et à partir de laquelle le cas échéant la vitesse de rotation est calculée et un organe de manoeuvre (25), assurant l'ouverture de l'embrayage (4), est activé quand la vitesse de rotation diminue en dessous d'une valeur d'ouverture prédéterminée, comme une valeur limite, dépendant d'au moins un paramètre de fonctionnement du train moteur, procédé caractérisé en ce que la variation temporelle de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne (2) est déterminée et la valeur d'ouverture augmente d'autant plus que la diminution temporelle de la vitesse de rotation augmente.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur est effectivement la vitesse de rotation du moteur à combustion interne (2).
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur est une vitesse de rotation de la transmission ou d'au moins une roue du véhicule.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur d'ouverture est déterminée par exemple en correspondance à la formule suivante
no = nömax - I a/(An/At)| ou:
no : valeur d'ouverture = vitesse de rotation en dessous de laquelle l'embrayage s'ouvre
nÖmaX : valeur maximale d'ouverture
a : constante de proportionnalité,
An/At : variation temporelle de la vitesse de rotation.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une valeur minimale d'ouverture est déterminée et en dessous de cette valeur l'embrayage est ouvert également pour de très petites variations temporelles de la vitesse de rotation.
6. Procédé selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une valeur maximale d'ouverture correspond à une vitesse de rotation de moteur comprise entre environ 1500 et 1000 tr/min, et avantageusement de 1200 tr/min.
7. Procédé selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une valeur minimale d'ouverture correspond à une vitesse de rotation de moteur comprise entre environ 500 et 800 tr/min, et avantageusement de 600 tr/min.
8. Procédé selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la valeur minimale d'ouverture correspond à une vitesse de rotation de moteur légèrement supérieure à la vitesse de calage du moteur (2), à laquelle celui-ci cale.
9. Procédé pour commander le début d'ouverture d'un embrayage automatisé (4) installé dans le train moteur d'un véhicule, où au moins est mesurée une grandeur, qui est en relation définie avec la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne (2), installé dans le train moteur, et à partir de laquelle la vitesse de rotation est déterminée et un organe de manoeuvre (25) assurant l'ouverture de l'embrayage est activé quand la vitesse de rotation diminue en dessous d'une valeur d'ouverture prédéterminée, procédé caractérisé en ce que la variation temporelle de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne (2) est déterminée et l'organe de manoeuvre est commandé de telle sorte que l'embrayage s'ouvre d'autant plus rapidement que la diminution temporelle de la vitesse de rotation augmente.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la grandeur est effectivement la vitesse de rotation du moteur à combustion interne (2).
11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la grandeur est une vitesse de rotation de la transmission ou d'au moins une roue du véhicule.
12. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la vitesse d'ouverture de l'embrayage est fonction de la diminution temporelle de la vitesse de rotation en correspondance à la formule suivante vK= VKmin + b * où : : vitesse d'ouverture de l'embrayage
VKmin : vitesse minimale d'ouverture de l'embrayage b : paramètre de proportionnalité.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le serrage minimal de fermeture de l'embrayage (4) est augmenté en correspondance à au moins un des paramètres de fonctionnement suivants augmentation de la vitesse de rotation de roue augmentation de la charge du moteur d'entraînement (2), augmentation de la température de l'embrayage ou de la transmission ou de l'eau de refroidissement enclenchement de l'installation de climatisation ; et/ou ledit serrage de fermeture est diminué en correspondance à un ou plusieurs des paramètres de fonctionnement suivants : activation d'un système augmentant la sécurité de marche, comme ABS (système anti-blocage) , ASR (régulation anti-patinage) ou ESP (différentiel électronique à verrouillage).
14. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications 1 à 11, associé au train moteur d'un véhicule comprenant un moteur à combustion interne (2) , un embrayage (4) et une transmission, ce dispositif comprenant un organe de manoeuvre (25) pour actionner l'embrayage et un appareil de commande pourvu d'un microprocesseur et comportant des entrées qui sont reliées à au moins un capteur de détection des paramètres de fonctionnement du train moteur, ainsi qu'une sortie pour la commande de l'organe de manoeuvre en correspondance à des algorithmes enregistrés dans l'appareil de commande et qui contiennent comme grandeurs variables au moins un des paramètres de fonctionnement du train moteur.
FR9807020A 1997-06-06 1998-06-04 Procede et dispositif pour commander le debut d'ouverture d'un embrayage automatise installe dans le train moteur d'un vehicule Expired - Fee Related FR2764251B1 (fr)

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