FR2828143A1

FR2828143A1 - Procede de commande d'un ensemble d'actionneurs d'engrenages

Info

Publication number: FR2828143A1
Application number: FR0209931A
Authority: FR
Inventors: Robert Fischer; Reinhard Berger; Martin Vornehm; Klaus Henneberger; Georg Schneider; Michael Gallion
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2003-02-07
Anticipated expiration: 2022-08-05
Also published as: DE10235386A1; DE10235387B4; WO2003016741A1; DE10293616D2; BRPI0205836B1; ITMI20021780A1; FR2828143B1; DE10235387A1; BR0205836A

Abstract

On propose un procédé de commande d'un ensemble d'actionneurs d'engrenages, comprenant un actionneur d'embrayage et un organe de commande pour un embrayage automatisé et/ ou une boîte de vitesses automatisée, où l'organe de commande et/ ou l'actionneur d'embrayage est commandé en fonction d'états de fonctionnement déterminés, de façon telle que des situations critiques pour la sécurité soient évitées.

Description

La présente invention concerne un procédé de commande d'un ensemble d'actionneurs d'engrenages, comprenant un actionneur d'embrayage et un organe de commande pour un embrayage automatisé et/ou une boîte de vitesses automatisée.

De tels procédés sont connus d'après la technique concernant les véhicules automobiles. Il est apparu que l'actionneur d'embrayage, concernant les procédés connus, n'est pas suffisamment protégé, par exemple dans le cas d'états de fonctionnement tels que par exemple lors du processus d'embrayage au moment de la mise en route et/ou lors d'un processus de débrayage irrégulier par exemple lors d'une marche arrière. Par exemple, l'actionneur d'embrayage peut se trouver à une mauvaise position et, lors de la commande, peut heurter des butées ou des éléments analogues et provoquer, en particulier, des dommages mécaniques. En outre, il est possible qu'un sens de rotation erroné du moteur de commande de l'actionneur d'embrayage, en particulier lors de la mise en route, puisse provoquer une interruption de celle-ci.

Le but de l'invention est de proposer un procédé de commande d'un ensemble d'actionneurs d'engrenages, procédé dans lequel les inconvénients de l'état actuel de la technique sont évités.

Par conséquent, il est prévu, dans le cas du procédé conforme à l'invention, que l'organe de commande et/ou l'actionneur d'embrayage soit commandé en fonction d'états de fonctionnement déterminés, de façon telle que des situations critiques concernant la sécurité soient évitées.

Conformément à l'invention, il peut être prévu qu'une diminution de force et/ou de vitesse soit effectuée, de préférence, lors de l'embrayage de

l'organe de commande d'une boîte de vitesses automatisée ou d'un organe de commande analogue.

Lorsqu'il existe des états de fonctionnement prédéterminés, comme par exemple dans le cas d'une information stockée dans la mémoire des actionneurs d'engrenages concernant une mise en route ou un processus de débrayage irrégulier, l'ensemble des actionneurs d'engrenages peut être commandé après l'embrayage de l'organe de commande, avec une force maximale et/ou une vitesse maximale extrêmement réduite.

Concernant la commande proposée, on peut utiliser, par exemple, un algorithme que l'on peut obtenir, par exemple, par la détection de butées de coulisse, pour déterminer la position absolue de l'ensemble des actionneurs d'engrenages. Cela est désigné également comme étant la procédure de mise en route. Il est concevable aussi que d'autres dispositions soient prévues.

Un processus de débrayage irrégulier ou un état de fonctionnement irrégulier peut être n'importe quel processus de débrayage qui n'est pas déclenché par le débrayage automatique actif de l'organe de commande. De ce fait, la détection consistant à savoir si le dernier processus de débrayage était irrégulier, est relativement simple. L'information de"processus de débrayage irrégulier"est stockée, lorsque l'organe de commande est embrayé, par exemple dans ce que l'on appelle la mémoire morte programmable effaçable électriquement (EEPROM) ou dans une mémoire analogue, l'information n'étant remplacée que peu de temps avant le débrayage automatique respectif, par l'information de"processus de débrayage régulier". En complément, la position des engrenages et/ou le rapport (ou vitesse) qui est celle ou celui au moment du débrayage, peuvent

être stockés en même temps que l'information.

L'information de"mise en route"peut être stockée dans la mémoire EEPROM, déjà avant la première mise en route, ou peut être stockée en mémoire lors d'un démontage imminent, à l'aide d'un appareil d'essai, par exemple en atelier. Une fois que la mise en route a été effectuée, l'information peut être effacée.

Il est particulièrement avantageux que l'on empêche, conformément à l'invention, lors du premier embrayage de l'organe de commande, de préférence après le montage de l'actionneur ou après un processus de débrayage irrégulier, que l'actionneur se trouve à une mauvaise position d'engrenages et que, lors du procédé, l'actionneur heurte des butées ou des éléments analogues et, en particulier, que des dommages mécaniques soient provoqués.

Le procédé conforme à la présente invention peut être utilisé, en particulier concernant des véhicules équipés d'une gestion électronique de l'embrayage (EKM) et/ou d'une boîte de vitesses automatisée (ASG).

L'utilisation de l'invention présentée ici est particulièrement avantageuse concernant des véhicules qui ne comportent aucun détecteur de course absolue servant à déterminer la position des engrenages de l'actionneur d'embrayage. Concernant ces véhicules, par exemple l'utilisation de capteurs incrémentiels de course, peu onéreux, est avantageuse.

Par exemple, il est possible également que la diminution de force et/ou de vitesse soit effectuée lors de chaque embrayage concernant l'organe de commande. Ainsi, la diminution de force et/ou de vitesse n'est pas prévue seulement lors de la première mise en route ou après des processus de débrayage irréguliers, comme par exemple lors d'une marche arrière. Il est également concevable que lors de la

première mise en marche, l'actionneur d'engrenages ou l'actionneur d'embrayage soit relié mécaniquement et/ou électriquement à un banc d'essai ou à un équipement analogue, si l'organe de commande est déjà embrayé et s'il a été placé en mode de première mise en marche, par exemple par une communication appropriée.

Une autre conception de la présente invention peut prévoir qu'un sens de rotation erroné du moteur de l'ensemble des actionneurs d'engrenages a été détecté et corrigé.

Il est apparu que la détection automatique du sens de rotation des moteurs électriques, en particulier lors de la mise en route d'une boîte de vitesses automatisée, et que des dispositions appropriées pour supprimer un sens de rotation incorrect, sont avantageuses pour empêcher par exemple une interruption de la mise en route.

De préférence, lors de l'utilisation d'une boîte de vitesses automatisée à moteur électrique (ASG), le mouvement de rotation d'au moins un moteur électrique peut être transformé en un mouvement de translation du doigt de la fourchette de changement de vitesses, par au moins un engrenage réducteur ou un engrenage analogue. Pour la commande de la position du doigt de la fourchette de changement de vitesses dans l'engrenage, on peut utiliser un procédé approprié qui détecte la position du doigt de la fourchette de changement de vitesses ou au moins la position des arbres de sortie des moteurs électriques.

Par la conception du système, on connaît la relation existant entre la variable de réglage des moteurs électriques de l'ensemble des actionneurs d'engrenages, et le déplacement du doigt de la fourchette de changement de vitesses, laquelle variable de réglage est la tension d'induit dans le cas de

machines à courant continu. Ainsi, un tel système peut être caractérisé, par exemple, par le fait qu'une tension d'induit positive, dans le cas de l'un des moteurs électriques, entraîne un déplacement, dans une certaine direction, du doigt de la fourchette de changement de vitesses et/ou de l'arbre de sortie du moteur.

Il est particulièrement avantageux, conformément à la présente invention, que l'on effectue, de préférence au début de la mise en route automatique, un essai du moteur électrique de l'ensemble des actionneurs d'engrenages, essai au cours duquel on détermine la relation existant entre le signal de réglage fourni par l'organe de commande et le signal de position détecté.

Il est possible, par exemple, que cela soit prévu, par le fait que, de préférence, une suite de signaux de réglage définis soit émise et que l'effet sur la position détectée soit enregistré. De façon avantageuse, une erreur peut alors être détectée dans la commande du doigt de la fourchette de changement de vitesses, si les réactions enregistrées du signal de réglage ne coïncident pas avec la réaction attendue, stockée en mémoire. Par exemple, une erreur détectée de cette manière peut entraîner alors l'interruption de la mise en route ou d'un processus analogue et/ou peut fournir à l'utilisateur du véhicule ou au conducteur, une indication de la nature de l'erreur. D'autres dispositions sont également concevables.

Un perfectionnement de l'invention peut prévoir qu'une erreur détectée puisse être corrigée par un organe de commande ou par un organe analogue. De préférence, l'erreur décrite précédemment peut être détectée et utilisée de façon appropriée, de sorte que, par exemple, l'organe de commande modifie la commande

des moteurs, par exemple par une rotation du sens de polarité des signaux de réglage émis et effectue à nouveau le contrôle décrit précédemment. Si à présent plus aucune erreur n'est détectée, il est particulièrement avantageux que la correction nécessaire soit stockée dans la mémoire de l'organe de commande ou d'un organe analogue, pour le futur fonctionnement. Par exemple, l'exécution de cette correction est indiquée au conducteur et/ou stockée dans la mémoire d'erreurs de l'organe de commande.

Dans le cadre d'une autre conception de la présente invention, il peut être prévu qu'un alignement approprié d'un embrayage automatisé et/ou d'une boîte de vitesses automatisée soit réalisé en utilisant une mesure incrémentielle de déplacement d'un ensemble d'actionneurs d'engrenages.

Conformément à l'invention, il peut être prévu, en particulier, que des éléments supplémentaires produisent une variation de force significative. À l'aide de cette variation de force, une position peut être déterminée, par la variable de déplacement (BG).

Cette variation de force peut être obtenue par des éléments supplémentaires, comme par exemple la rigidité dans le flux de force et/ou le profil d'arrêt ou des éléments analogues. Ainsi, une détection de position est possible au cours du déplacement. De façon avantageuse, la détermination de la position peut avoir lieu dans les limites de la variation de force significative, au cours du déplacement.

Ces dispositions conformes à l'invention peuvent être utilisées, de préférence, dans le cas d'un véhicule équipé d'une gestion électronique de l'embrayage (EKM) et/ou d'une boîte de vitesses automatisée (ASG). Il est possible que les dispositions

soient utilisées également concernant d'autres types de véhicules.

Les éléments supplémentaires proposés produisent la variation de force significative qui est déterminée par la variable de déplacement BG.

De tels éléments peuvent, par exemple, être une rigidité définie au niveau des butées et/ou un profil d'arrêt défini. Ainsi, la position qui suit encore le déplacement, peut être déterminée et alignée de façon avantageuse, au cours du déplacement, donc peu de temps avant d'atteindre la butée.

Pour la détection de positions de course, on utilise en règle générale des capteurs qui fournissent un signal (incrément) pour chaque modification d'une course déterminée. Il est par exemple possible qu'une position déterminée soit heurtée et que l'indication réelle du compteur soit utilisée avec les paramètres de la position, connus antérieurement. Pour ce faire, cette"position déterminée"est par exemple une butée. Si une alimentation en énergie, au niveau de la commande, ne provoque aucune modification de déplacement de position au niveau du capteur incrémentiel de position, la butée peut par exemple être détectée, c'est-à-dire que la position est détectée comme étant à l'arrêt et alignée.

Une autre possibilité peut résider dans le fait que l'on détermine d'abord la variable de déplacement citée précédemment, qui se présente comme suit :
BG = f (l électrique, U)
Par des dispositions supplémentaires, relatives à la conception, une position de l'ensemble des actionneurs peut être déterminée déjà avant l'arrêt, donc encore pendant le déplacement.

Il peut être prévu que des éléments supplémentaires provoquent une augmentation de force

significative peu avant la butée d'extrémité. La variable de déplacement (BG) est augmentée également par cette augmentation de force.

Par l'affectation d'une variable de déplacement à une position, cette position peut être déterminée dans les limites de la zone où se produit une augmentation de force, et être comparée au paramètre mémorisé et être aussi, le cas échéant, corrigée.

Il peut être prévu que l'on utilise, comme élément supplémentaire, une rigidité définie au niveau des butées et/ou un dispositif d'arrêt défini. Ici, la rigidité peut être prévue par un élément à ressort ou par un élément analogue, où le taux d'élasticité du ressort est choisi de façon telle, que le déplacement supplémentaire est le plus faible possible.

Dans le cadre d'un perfectionnement, on peut utiliser également un dispositif d'arrêt où, en amont de la butée d'extrémité, un profil approprié est détecté, provoquant ainsi une augmentation de la variation de force.

Lors de l'utilisation d'une détection d'arrêt, une détection de position peut être effectuée de façon avantageuse au cours du déplacement. Ce faisant, une position d'arrêt peut être heurtée, pour régler une position. La position d'arrêt est, de préférence, heurtée d'abord avec une tension constante, où lors du dépassement du profil d'arrêt, la vitesse est d'abord diminuée et, dès que la crête d'arrêt est surmontée, la vitesse est augmentée, de sorte que la tension est réduite de façon telle, que la crête d'arrêt n'est pas surmontée.

Il est particulièrement avantageux que le point d'arrêt soit déterminé pour le déplacement dans la direction de mobilité, par des chocs de tension lors de la tension de commande de l'ensemble des actionneurs

d'engrenages, ce point d'arrêt étant aligné par rapport à la position.

Les revendications fournies avec la demande sont des propositions de formulations, sans préjuger d'une protection étendue conférée par le brevet. La déposante se réserve le droit de revendiquer d'autres combinaisons de caractéristiques divulguées jusqu'à présent seulement dans la description et/ou dans les dessins.

Des renvois utilisés dans des sous-revendications font référence à l'autre configuration de l'objet de la revendication principale, par les caractéristiques de la sous-revendication respective ; ces renvois ne doivent pas être interprétés comme étant une renonciation à l'obtention d'une protection indépendante de l'objet pour les combinaisons de caractéristiques contenues dans les sous-revendications ayant fait l'objet de ces renvois.

Etant donné que les objets des sousrevendications peuvent constituer des inventions distinctes et indépendantes en faisant référence à l'état de la technique à la date de priorité, la déposante se réserve le droit d'en faire l'objet de revendications indépendantes ou d'en faire des déclarations de division. En outre, ces objets peuvent contenir également des inventions indépendantes qui montrent une conformation indépendante des objets des sous-revendications précédentes.

Les exemples de réalisation ne doivent pas être interprétés comme étant une limitation de l'invention.

Bien plus, de nombreux changements et de nombreuses modifications sont possibles dans le cadre de la présente divulgation, tels que des variantes, des éléments, des combinaisons et/ou des matériaux que l'homme de l'art peut utiliser, par exemple, en vue de

résoudre le problème, en combinant ou en modifiant des caractéristiques ou des éléments ou des étapes de procédés, pris individuellement, en association avec des modes de réalisation ainsi qu'avec des revendications, décrits dans la description générale et contenus dans les dessins, et qui conduisent ainsi à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédés ou à de nouvelles suites d'étapes de procédés, par des caractéristiques pouvant être combinées, même là où elles concernent des procédés de fabrication, de contrôle et de travail.

D'autres conceptions avantageuses résultent des sous-revendications et des dessins décrits ci-après.

Dans ces dessins :
La figure 1 montre une représentation de principe d'un ensemble d'actionneurs d'engrenages ayant une élasticité supplémentaire dans le flux de force ;
La figure 2 montre une variation de la variable de déplacement concernant la course de l'actionneur ;
La figure 3 montre un mode de réalisation possible comprenant un profil d'arrêt ;
La figure 4 montre un autre mode de réalisation possible comprenant un profil d'arrêt ; et
La figure 5 montre les trajectoires des signaux lors du déplacement dans une position d'arrêt.

Sur la figure 1, on indique, dans une représentation de principe, un ensemble d'actionneurs d'engrenages. Une variante possible de l'invention peut prévoir qu'une élasticité supplémentaire soit utilisée dans le flux de force de l'ensemble des actionneurs de l'embrayage. Cette élasticité peut être appliquée, de préférence, par un ressort précontraint ou par un élément analogue. Ici, le taux d'élasticité du ressort est choisi de façon telle, que le déplacement supplémentaire est le plus faible possible. Le ressort

précontraint est représenté en étant agrandi sur la figure 1.

Sur la figure 2, on représente la variation de la variable de déplacement concernant la course de l'actionneur. On montre d'abord une variation constante. Dans la zone de la butée d'extrémité, on peut observer une élasticité supplémentaire.

Une autre variante de réalisation de la présente invention, qui est indiquée sur la figure 3, peut prévoir une position d'arrêt qui détecte par exemple un profil et, peu avant la butée d'extrémité, provoque une augmentation de la force. Un profil peut se présenter un peu en amont de la butée d'extrémité et écraser le ressort du dispositif d'arrêt. Ce faisant, la force s'opposant à la direction de déplacement augmente.

Cette augmentation de la force peut être détectée par la variable de déplacement et, de ce fait, la position peut être alignée de façon appropriée, cela se produisant en amont de la butée d'extrémité.

Une autre variante de la présente invention, comprenant une détection de la position d'arrêt, peut être déduite de la figure 4. Selon cette variante, la position d'arrêt peut être heurtée, pour régler la position, de façon avantageuse et de manière très précise. Il est possible qu'une tension constante soit maintenue au niveau de cette position. Lors du dépassement du profil d'arrêt, la vitesse peut par exemple être d'abord diminuée et, dès que la crête d'arrêt est surmontée, la vitesse est augmentée. À ce moment-là, la tension est réduite de façon telle, que la crête d'arrêt ne peut plus être surmontée. Par de brefs chocs de tension dans les directions de déplacement respectives, le point d'arrêt est atteint de façon précise et de manière avantageuse. Ainsi, la position est alignée de façon optimale.

Sur la figure 5, on indique différentes trajectoires de signaux, où on représente, dans le diagramme supérieur, la vitesse de l'actionneur d'embrayage, dans le diagramme du milieu, la tension s'appliquant et, dans le diagramme inférieur, la position respective obtenue à chaque fois par rapport au temps. Au total, on voit, d'après la figure 5, le déplacement de l'actionneur d'embrayage dans une position d'arrêt, où la position d'arrêt se trouve, dans ce cas, à peu près au niveau d'une valeur égale à zéro concernant les signaux appliqués.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un ensemble d'actionneurs d'engrenages, comprenant un actionneur d'embrayage et un organe de commande pour un embrayage automatisé et/ou une boîte de vitesses automatisée, caractérisé en ce que l'organe de commande et/ou l'actionneur d'embrayage est commandé en fonction d'états de fonctionnement déterminés, de manière telle que des situations critiques pour la sécurité soient évitées.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que une diminution de force et/ou de vitesse est effectuée lors d'un processus d'embrayage au moment de la mise en route et/ou après un processus de débrayage irrégulier de l'organe de commande.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, comme état de fonctionnement, un débrayage irrégulier de l'organe de commande est stocké dans une mémoire pour le diagnostic d'erreurs.
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on utilise un algorithme approprié pour la détection de butées de coulisse.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la diminution de force et/ou de vitesse est effectuée lors de chaque embrayage de l'organe de commande.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un sens de rotation erroné du moteur de l'ensemble des actionneurs d'engrenages est détecté et/ou corrigé.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, au début d'une mise en route automatique, un essai du moteur de l'ensemble des actionneurs d'engrenages est effectué, essai au cours duquel on

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détermine la relation existant entre le signal de réglage fourni par l'organe de commande, et le signal de position détecté.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que, au cours de l'essai, au moins un signal de réglage défini est fourni, l'effet sur la position détectée étant enregistré.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que, lors de la détection d'une erreur, l'interruption de la mise en marche est prévue et en ce que la nature de l'erreur est indiquée à l'utilisateur du véhicule ou au conducteur.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'une erreur détectée est corrigée par l'organe de commande.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la correction nécessaire est indiquée au conducteur et/ou stockée dans la mémoire d'erreurs de l'organe de commande.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un alignement approprié d'un embrayage automatisé et/ou d'une boîte de vitesses automatisée est effectué en utilisant une mesure de déplacement incrémentielle d'un ensemble d'actionneurs d'engrenages.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'alignement est réalisé par une variation de force significative produite au moyen d'éléments supplémentaires.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'une position est déterminée par une variable de déplacement (BG), à l'aide de la variation de force où la variable de déplacement (BG) est indiquée par la relation fonctionnelle suivante :

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BG = f (Iélectrique, U).
15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que la détermination de la position, dans les limites de la variation de force significative, est effectuée pendant le déplacement de l'ensemble des actionneurs d'engrenages.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications

12 à 15, caractérisé en ce que l'on utilise au moins un détecteur pour la détection de positions, lequel détecteur fournit un signal pour chaque modification d'une course prédéterminée.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications

12 à 16, caractérisé en ce qu'un état défini est réalisé pour la détection et la suppression d'une erreur, état au cours duquel on fait concorder des paramètres déterminés.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications

12 à 17, caractérisé en ce qu'une position déterminée de l'actionneur d'embrayage est heurtée et en ce que l'indication réelle du compteur est utilisée avec les paramètres de la position, préalablement connus.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications

12 à 18, caractérisé en ce qu'une augmentation de force significative est produite par les éléments supplémentaires, un peu en amont d'une butée d'extrémité, où la variable de déplacement (BG) est augmentée par l'augmentation de force.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications

12 à 19, caractérisé en ce que la position, sous l'effet d'une affectation de la variable de déplacement (BG) à une position, est déterminée par une augmentation de force, dans les limites de la zone de cette augmentation de force, et en ce que

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cette position est comparée aux paramètres mémorisés, et/ou corrigée.
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications

12 à 20, caractérisé en ce que, comme élément supplémentaire, on utilise une rigidité définie au niveau des butées et/ou un dispositif d'arrêt défini.
22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que la rigidité est obtenue par un élément à ressort, où le taux d'élasticité du ressort est choisi de façon telle, que le déplacement supplémentaire est le plus faible possible.
23. Procédé selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce qu'un dispositif arrêt est utilisé où, en amont de la butée d'extrémité, un profil approprié est détecté, et en ce qu'une augmentation de la variation de force est provoquée.
24. Procédé selon l'une quelconque des revendications

21 à 23, caractérisé en ce qu'une détection de position est prévue pendant le déplacement, où une détection d'arrêt est utilisée.
25. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'une position d'arrêt est heurtée pour régler une position.
26. Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que la position d'arrêt est heurtée d'abord avec une tension constante, que, lors du dépassement du profil d'arrêt, la vitesse est d'abord diminuée et, dès que la crête d'arrêt est surmontée, la vitesse est augmentée, où la tension est réduite de façon telle, que la crête d'arrêt n'est pas surmontée.
27. Procédé selon l'une quelconque des revendications

24 à 26, caractérisé en ce que le point d'arrêt est déterminé par des chocs de tension lors de la

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tension de commande de l'ensemble des actionneurs d'engrenages pour la mobilité dans le sens de déplacement, le point d'arrêt étant aligné par rapport à la position.