FR2834761A1

FR2834761A1 - Systemes de commande d'embrayages.

Info

Publication number: FR2834761A1
Application number: FR0300236A
Authority: FR
Inventors: Bernhard Boll
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 2002-01-12
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2003-07-18
Also published as: EP1468201A1; WO2003058085A1; ATE342452T1; GB0200661D0; DE50208445D1; GB2384038A; ITMI20030032A1; AU2002363835A1; DE10297708D2; EP1468201B1; DE10258312A1

Abstract

Procédé de commande d'un embrayage (28) qui transmet un couple entre un moteur (10) et un système de transmission (26, 14) d'un véhicule à moteur, procédé dans lequel l'embrayage (28) est accouplé de façon telle, que le couple d'embrayage ainsi transmis est, suivant une valeur prédéterminée, supérieur au couple moteur, la valeur du patinage de l'embrayage (28) au moment du basculement, lorsque le couple transmis par le moteur est augmenté rapidement, est contrôlée, la valeur du patinage se produisant au moment du basculement étant comparée à un chiffre modèle représentant le patinage idéal pour le couple absolu, le gradient de couple et la vitesse du moteur, le coefficient de friction de l'embrayage étant corrigé pour que le patinage idéal et le patinage réel soient équivalents.

Description

ventilateur (14) est entramé en rotation par l'arDre (12).

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Systémes de co ande d'embrayages La présente invention concerne des systèmes de commande d'embrayages et en particulier un système de commande d'embrayage pour un système de transmission variable en mode continu ou pour un système de transmission automatisée,

manuelle, semi-automatique ou automatique.

Avec des systèmes de transmission variable en mode continu, un embrayage à friction est prévu entre le moteur du véhicule et le système de transmission, afin de permettre l'accouplement de la transmission variable en mode continu, depuis la position à l'arrêt, et le désaccouplement de la transmission variable en mode continu pour s'arrêter. De façon similaire, dans des systèmes de transmission automatisée, des embrayages à friction sont placés entre le moteur du véhicule et une boîte de vitesses à plusieurs rapports, afin de permettre le démarrage depuis la position à l'arrêt et de changer les vitesses en passant d'un rapport à l'autre. Avec des systèmes de transmission variable en mode continu ou avec des systèmes de transmission automatisée de ce type, l'embrayage est commandé également, de préférence,

de façon telle, que le couple d'embrayage ainsi transmis est.

suivant une valeur prédéterminée, supérieur au couple moteur.

De cette manière, des augmentations brutales du couple moteur peuvent être amorties, permettant à l'embrayage de patiner,

évitant ainsi des chocs dans l'arbre de transmission.

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Afin de permettre un démarrage et des changements de vitesses sans àcoups et de commander l'embrayage de façon telle, que le couple d'embrayage ainsi transmis est. suivant une valeur prédéterminée, supérieur au couple moteur, il est nécessaire de contrôler le coefficient de friction de l'embrayage, de sorte que des réglages puissent être effectués, permettant des variations concernant l'embrayage, en raison des conditions de fonctionnement et de l'usure de l'embrayage. Le coefficient de friction de l'embrayage peut être déterminé en contrôlant la valeur de patinage de l'embrayage, au fur et à mesure que le couple est appliqué à l'embrayage, lors d'un démarrage à partir d'une position à l'arrêt. En outre, avec des transmissions manuelles automatisées, semi- automatiques et complètement automatiques, des adaptations concernant le coefficient de friction peuvent être effectuées également lors du réaccouplement de l'embrayage après un changement de vitesses, lorsque le patinage de l'embrayage se produit également. Toutefois, pour des systèmes de transmission variable en mode continu, lorsque l'embrayage n'est pas désaccouplé afin de changer de vitesses, il ne sera pas possible, dans de telles conditions,

d' adapter le coefficient de friction.

En conformité avec la présente invention, un procédé de commande d'un embrayage qui transmet un couple entre un moteur et un système de transmission d'un véhicule à moteur, comprend les étapes consistant à accoupler l'embrayage de

façon telle, que le couple d'embrayage ainsi transmis est.

suivant une valeur prédéterminée, supérieur au couple moteur, et à contrôler la valeur du patinage de l'embrayage au moment du basculement, lorsque le couple transmis par le moteur est augmenté rapidement, la valeur du patinage se produisant au moment du basculement étant comparée à un chiffre modèle représentant le patinage idéal pour le couple absolu, pour le gradient de couple et la vitesse du moteur, le coefficient de friction de l'embrayage étant corrigé pour que le patinage

idéal et le patinage réel soient équivalents.

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Le procédé de la présente invention est particulièrement approprié pour l' adaptation du coefficient de friction d'embrayages utilisés avec des systèmes de transmission variable en mode continu, permettant ainsi l' adaptation du coefficient de friction à chaque fois que le basculement se produit et non pas juste au moment du démarrage. Le procédé peut toutefois être utilisé également

avec des systèmes de transmission manuelle automatisce, semi-

automatique ou complètement automatique, pour permettre l' adaptation du coefficient de friction au cours du basculement ainsi qu'au moment du démarrage et au cours des

changements de vitesses.

L' invention est décrite à présent seulement au moyen d'un exemple, en faisant référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 illustre, sous forme de diagramme, un système de transmission variable en mode continu, en conformité avec la présente invention; et La figure 2 est une courbe caractéristique du couple moteur et du couple d'embrayage pour le système de

transmission illustré sur la figure 1.

Comme illustré sur la figure 1, un système caractéristique de transmission variable en mode continu, qui relie un moteur 10 d'un véhicule jusqu'à un entraînement final 12, comprend un entraînement 14 par courroie ayant une paire de poulies 16, 18 ainsi qu'une courroie 20 passant entre ces poulies. Les poulies 16 et 18 ont une gorge 22 à séction en V définie entre deux disques coniques 24, les disques 24 étant mobiles axialement l'un par rapport à l'autre, de sorte que le rayon, suivant lequel la courroie 20 s' engage dans la gorge 22, peut varier et modifier le rapport d'entraînement. La largeur des disques 24 des poulies 16 et 18 est réglée de façon telle, que le rayon, suivant lequel la courroie 20 s' engage dans l'une des poulies 16, 18, diminue, et que le rayon, suivant lequel la courroie 20 s' engage dans

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l'autre poulie 18, 16, augmente, la courroie 20 étant ainsi

maintenue sous tension.

Une poulie 16 d'entraînement 14 par courroie est relice au moteur au moyen d'un train d' engrenages 26 et d' un embrayage à friction 28, l'autre poulie 18 étant reliée à l'entrainement final 12. Des capteurs de vitesse 30, 32 et 34 sont prévus, pour mesurer, respectivement, la vitesse du moteur 10, de la poulie 16 et de la poulie 18. En variante, des capteurs 32 et 34 peuvent étre remplacés par un capteur de vitesse de roue, par exemple tel qu'il est utilisé pour un système de freinage à antiblocage d'un véhicule, la vitesse du disque d'entrainement de l'embrayage 28 étant calculée d'après la vitesse de roue, en connaissant le rapport d'entrainement de l'entraînement 14 par courroie et du train

d'engrenages 26.

Avec le système de transmission divulgué précédemment, l'embrayage 28 est normalement désaccouplé lorsque le véhicule est à l'arrét et que le moteur 10 tourne. Au moment du démarrage à partir de la position à l' arrét, l' embrayage 28 est commandé automatiquement, pour assurer l'entrainement de manière contrôlée, à partir du moteur 10. Inversement, lorsque le véhicule s'arréte, l'embrayage 28 sera désaccouplé. Lorsque le véhicule est en mouvement, l'embrayage 28 est commandé de façon telle, qu'il est capable de transmettre un couple d'embrayage MK qui est. suivant un incrément prédéterminé M, supérieur au couple moteur MM, comme illustré sur la figure 2. De cette manière, si le couple moteur MM augmente rapidement, l'embrayage 28 va pouvoir patiner, alors que le couple d'embrayage MK, transmis par l'embrayage 28, rattrape le couple moteur MM, comme illustré sur la figure 2. Cela amortit les chocs dans l'arUre de transmission lors d'une augmentation rapide du couple moteur MM Le couple d'embrayage MK transmis par l'embrayage 28 est commandé en contrôlant la position d'un moyen de commande

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de l'embrayage, de sorte qu'une poussce appropriée est appliquée sur les disques de l'embrayage. La position appropriée pour le mécanisme de commande de l'embrayage dépend des caractéristiques de l'embrayage et est fonction du couple moteur, de la vitesse du moteur et du coefficient de friction de l'embrayage. En connaissant le couple moteur, la vitesse du moteur et le coefficient de friction, la position appropriée de l'embrayage peut, par conséquent, être calculée. Toutefois, au cours du fonctionnement de l'embrayage, le coefficient de friction peut varier en raison de l'usure des disques d'embrayage et des conditions de fonctionnement, par exemple en raison de la température de l'embrayage. Par conséquent, il est nécessaire d'effectuer des corrections concernant la position du mécanisme de commande de l'embrayage, afin de prendre en compte les variations du

coefficient de friction.

Comme illustré sur la figure 2, si le coefficient de friction réel est inférieur au chiffre modèle, la valeur du patinage, qui se produit lorsque le couple moteur MN augmente rapidement, sera supérieure et, vice versa, si le coefficient de couple est supérieur, la valeur du patinage qui se produit sera diminuce. Il est par conséquent possible d'effectuer des corrections concernant des variations du coefficient de friction lorsque l'embrayage 28 patine, en comparant le patinage réel à un patinage idéal basé sur le couple absolu, le gradient de couple et la vitesse du moteur. Avec des systèmes de transmission automatisée comportant une boîte de vitesses à plusieurs rapports, cela peut étre effectué également lors du démarrage à partir d'une position à l'arrét ou au cours de changements de vitesses lorsque le véhicule est en mouvement. Toutefois, avec un système de transmission variable en mode continu, il n'y a bien sûr aucune raison d'effectuer de telles corrections concernant des changements

de vitesses.

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En conformité avec la présente invention, des corrections concernant le coefficient de friction peuvent être effectuées également au cours du basculement, au moment o l'embrayage peut patiner lorsque le couple moteur augmente rapidement. Alors que ce qui précède est particulièrement approprié pour des systèmes de transmission variable en mode continu, cela s'applique également à des systèmes de transmission automatisée comportant une boîte de vitesses à

plusieurs rapports.

Comme illustré sur la figure 2, lorsqu'un véhicule se déplace à une vitesse pratiquement constante, l'embrayage est accouplé d'une manière suffisante telle, que le couple d'embrayage MK est supérieur au couple moteur MM suivant une valeur prédétermince M. Si le papillon des gaz du véhicule est à présent ouvert, à l' instant to, pour augmenter rapidement le couple moteur mm, il s'écoule un certain laps de temps avant que l' action puisse être entreprise pour régler l'embrayage, afin d' augmenter le couple d'embrayage MK Le couple d'embrayage MR va avoir par conséquent un temps de retard par rapport au couple moteur MM Le couple moteur trop élevé MM-MK provoque l'accélération du moteur, la vitesse du moteur augmentant par conséquent en dépassant une vitesse du disque mené de l'embrayage, et les disques d'embrayage vont patiner, comme illustré par la zone hachurce

de la figure 2.

Lorsque l'embrayage patine, on a la formule:

JM M = MK MM

OU JM est le moment d'inertie du moteur; EM est la vitesse d'accélération du moteur; MM est le couple moteur; et

MK est le couple d'embrayage.

Le couple d'embrayage MK pour un embrayage donné est fonction de la position d'un mécanisme de commande de l'embrayage et du coefficient de friction des disques d'embrayage. Par conséquent, il est possible, en prenant comme hypothèse un coefficient nominal de friction, de

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construire un modèle dynamique à partir duquel la valeur idéale de patinage peut être calculée à partir du couple absolu, du gradient de couple et de la vitesse du moteur. Ce patinage idéal ainsi calculé peut étre comparé au patinage s réel qui peut être mesuré en utilisant la vitesse du moteur TM et en soustrayant la vitesse TK de l'arbre de sortie de l'embrayage, telle qu'elle est mesurée par les capteurs 30

et 32.

Si le patinage réel SAct diffère du patinage idéal SMOd,

le coefficient de friction peut être ajusté en conséquence.

Considérant la figure 2: à l' instant to TN = TK En supposant que le couple d'embrayage MK reste constant, la vitesse du moteur ÉM, à l' instant t1, aura augmenté de: ÉM6t = t/JM(MM MK) Par conséquent, la nouvelle vitesse du moteur est égale à: TM + t/JM (MM - MK) La vitesse de l'embrayage commandé est égale à: TM Par conséquent le patinage est égal à: t/JM(MM - MK) Par conséquent, la différence entre le patinage modèle et le patinage réel est égale à: SMOd SAct = S = t/JM{(MM MKMod) (MM MKAct)} = t/ JM ( MKACt MKNOd) = I(MKAct MKMod) o MKMod = couple d'embrayage modèle MKACt = couple d'embrayage réel Pour une position donnée de l'embrayage, MK est

toutefois fonction du coefficient de friction.

Par conséquent: S = I(: ACt- Mod) Act- MOd = I6S Par conséquent, le coefficient de friction peut être adapté en fonction de la différence S entre le patinage

idéal et le patinage rcel.

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L'hypothèse faite précédemment, selon laquelle le couple d'embrayage reste constant, n'est toutefois maintenue qu' au cours du retard de commande de l' embrayage qui fait suite à une augmentation du couple moteur. Afin de prendre en compte la modification du couple d'embrayage, il est nécessaire que la valeur du patinage soit intégrée sur une période, par exemple celle allant de l' instant to à t2 o le moteur et l'arbre de sortie de l'embrayage fonctionnent à nouveau de façon synchronisée. Vne période plus courte, au cours de laquelle l'embrayage patine, peut cependant être utilisée. Afin d'éviter des influences transitoires, la correction du coefficient de friction n'est effectuée que si le patinage réel diffère du patinage idéal de plus d'une

valeur prédéterminée.

Des corrections concernant le coefficient de friction peuvent être effectuces sur la base d'un algorithme approprié ou au moyen de tables de recherche stockées dans le logiciel

du système de commande.

En variante, si la différence S existant entre le patinage réel et le patinage idéal est supérieure à la valeur de seuil, le coefficient de friction peut alors être augmenté d'un incrément, par exemple de 1 %, si le patinage réel est inférieur au patinage idéal, ou bien le coefficient de friction peut alors être diminué d'un incrément, par exemple

de 1 %, si le patinage réel est supérieur au patinage idéal.

Des corrections concernant le coefficient de friction peuvent être effectuées de cette manière, jusqu'à ce que la différence concernant la vitesse de patinage S soit

inférieure à la valeur de seuil.

Les revendications fournies avec la demande sont des

formulations proposées, sans préjuger d'une protection étendue conférce 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.

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De s renvois util i sés dans des sous-revendi cat ions 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 s 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 sous-revendications

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 modes de réalisation ne doivent pas être considérés comme étant une limitation de l' invention. Bien plus, un large éventail d'amendements et de modifications est possible dans le cadre de la présente divulgation, notamment concernant ces variantes, ces éléments, ces combinaisons et / ou ces matériaux que l'homme de l'art peut utiliser, par exemple, en les combinant individuellement à ceux de la

2s description générale et à des modes de réalisation venant

s'ajouter aux caractéristiques et/ou à des éléments ou à des

étapes de procédés décrits dans les revendications et

contenus dans les dessins, en vue de résoudre une tâche, conduisent ainsi à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédés ou à de nouvelles suites d'étapes de procédés, en passant par des caractéristiques pouvant être combinées, même là o elles concernent des procédés de fabrication, de

contrôle et de travail.

3s

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Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1. Procédé de commande d'un embrayage (28) qui transmet un couple entre un moteur (10) et un système de transmission (12) d'un véhicule à moteur, caractérisé en ce que l'embrayage (28) est accouplé de façon telle, que le couple d'embrayage ainsi transmis est. suivant une valeur prédétermince, supérieur au couple moteur, et la valeur de patinage de l'embrayage (28) est contrôlée au moment du basculement, lorsque le couple transmis par le moteur (10) est augmenté rapidement, la valeur du patinage se produisant au moment du basculement étant comparée à un chiffre modèle représentant le patinage idéal pour le couple absolu, le gradient de couple et la vitesse du moteur, le coefficient de friction de l'embrayage (28) étant corrigé pour que le patinage idéal et le patinage

réel soient équivalents.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coefficient de friction est corrigé en fonction de la différence existant entre le patinage modèle et le

patinage rcel, en utilisant un algorithme approprié.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coefficient de friction est corrigé au moyen de tables de recherche stockées dans un logiciel programmé dans un

système de commande servant pour l'embrayage (28).

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le coefficient de friction est corrigé de façon incrémentielle.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le coefficient de friction est corrigé seulement si la différence existant

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entre le patinage modèle et le patinage rcel est

supérieure à une valeur de seuil prédétermince.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le patinage réel est mesuré au moyen de capteurs de vitesse (30, 34), les capteurs de vitesse mesurant la vitesse du moteur et la

vitesse du disque mené de l'embrayage.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la vitesse du disque mené de l'embrayage est calculée d'après une mesure de la vitesse d'une roue motrice du