FR2836975A1 - Boite de vitesses a double embrayage et procede de commande ou reglage d'une boite de vitesses a double embrayage lors d'un chevauchement - Google Patents

Boite de vitesses a double embrayage et procede de commande ou reglage d'une boite de vitesses a double embrayage lors d'un chevauchement Download PDF

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LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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Abstract

L'invention propose un procédé de commande et/ ou de réglage d'une boîte de vitesses à double embrayage lors d'un chevauchement, moyennant quoi au moins un embrayage est amorcé de manière à ce qu'un réglage de glissement soit réalisé au niveau d'un embrayage. De plus, l'invention propose une boîte de vitesses à double embrayage pour un véhicule, tout particulièrement destinée à exécuter le procédé, moyennant quoi au moins un dispositif de commande est prévu pour commander et/ ou régler au moins un embrayage pendant une phase de chevauchement.

Description

I'incrementation ou la decrementation du rapport de vitesses.
La presente invention concerne une bolte de vitesses a double embrayage et un procede de commande ou reglage d'une boite de vitesses a double embrayage
lors d'un chevauchement.
La technique automobile connait bien le mecanisme de bolte de vitesses a double embrayage ainsi que le procede de commande ou reglage d'une boite de vitesses a double embrayage lors d'un chevauchement. Par exemple, une bolte de vitesses a montage en parallele peut prevoir que le couple moteur soit modifie par le moteur a combustion interne du vehicule afin de compenser les
imprecisions des couples des parties participantes.
Cependant, le moteur a combustion interne pose le probleme suivant: il ne peut pas etre amorce de maniere assez precise ni assez rapide pour que les imprecisions soient relativement rapidement compensees
lors du chevauchement.
C'est la raison pour laquelle l' invention a pour objet de proposer une boite de vitesses a double embrayage et un procede de commande et/ou de reglage d'une boite de vitesses a double embrayage lors d'un chevauchement permettant d'effectuer les embrayages sans intervention du moteur, lesquels vent particulierement resistants par rapport aux erreurs de
couple des embrayages.
Cet objet est realise de facon adaptee au procede grace a un procede de commande et/ou de reglage d'une boite de vitesses a double embrayage lors d'un chevauchement, au cours duquel au moins un embrayage est amorce de maniere a ce qutun reglage de glissement soit execute au niveau d'un embrayage. Dans la strategic proposee, il est preferable de prendre en compte la partie de chevauchement jusqu'a ce que l'embrayage du rapport cible ait entierement pris en charge le couple. Le procede selon l' invention presente l'avantage specifique suivant: en regle generale, l'embrayage peut reagir plus rapidement aux exigences theoriques que le moteur a combustion interne. De plus, contrairement au moteur a combustion interne (du fait de sa pleine charge), les embrayages ne vent pas limites par les couples eleves. Par consequent, le procede selon l' invention permet que seul un couple souhaite par le conducteur agisse sur l'entralnement lorsque le reglage est stable. De facon avantageuse, la strategic selon l' invention ne necessite pas
d/intervention du moteur.
Selon un perfectionnement de l' invention, il peut etre prevu que l'embrayage du rapport cible maintienne a un niveau le plus constant possible le glissement et/ou la vitesse de glissement au niveau de l'embrayage de l'ancien rapport lorsque le couple moteur n'est soumis a aucune influence, c'est-a-dire sans intervention du moteur. Il est egalement possible que le reglage soit realise avec l'embrayage s'ouvrant
et/ou avec les deux embrayages.
De preference, le procede propose prevoit qu'un reglage de glissement puisse se superposer a la commande du nouvel embrayage correspondent au rapport cible pendant la phase de chevauchement. Ceci peut etre par exemple realise grace a l'utilisation d'un simple
regulateur P.I.D. ou de tout autre appareil semblable.
Dans le procede selon l' invention, il convient de prendre en compte pour un reglage significatif que les temps de reglage entre les valeurs de consigne reelles et les valeurs de consigne theoriques se situent nettement au-dessous de la duree de la phase de chevauchement. Pour le procede selon l' invention, la duree de cette phase de chevauchement peut etre adaptee
au reglage des embrayages.
De plus, il peut etre prevu selon une amelioration de l' invention, que le couple du nouvel embrayage correspondent au rapport cible soit regle pendant la definition du couple moteur et du couple de l'ancien embrayage correspondent au rapport de depart. Par exemple, le couple moteur peut etre defini par le couple souhaite par le conducteur, moyennant quoi il convient d'appliquer l' equation suivante: 1 0 MMot = MFahrerwunsh Le couple au niveau de l'ancien embrayage correspondent au rapport de depart est defini de preference par une valeur de depart, laquelle peut par exemple etre modifiee par une fonction variable en fonction du temps, moyennant quoi il convient d'appliquer lt equation suivante: MKupplung_alt = MKupplung_alt_Start f ( t) Pour le reglage du couple au niveau du nouvel embrayage correspondent au rapport cible, il convient d'appliquer ['equation suivante: MKupplung_neu = f (t) (MMot_ Start MMot) +MRegler Dans le cadre d'un autre agencement, il est par exemple possible d'utiliser comme valeur d' entree pour le regulateur P.I.D. la difference entre la vitesse du moteur et la vitesse de rotation de l'arbre d' entree de la boite de vitesses du rapport de depart, tout part icul ierement pour les pas sages a une vites se superieure, ou du rapport cible pour les passages a une vitesse inferieure. La modification de la vitesse au niveau des arbres d' entree de la bolte de vitesses ne peut pas refluer dans le regulateur en raison des couples d'embrayage etablis et/ou des couples resistants de l'entralnement, comme par exemple la resistance a l'avancement, la pente de la vote de circulation ou tout autre facteur semblable. Cependant, il est possible de reduire le glissement lorsque
l'embrayage du rapport de depart est de nouveau ferme.
Afin de s' assurer qu'une reserve de glissement et/ou une vitesse de glissement suffisante est disponible pendant la phase de chevauchement, il est preferable que la vitesse de glissement theorique soit d'abord amenee au niveau de la reserve necessaire au debut du chevauchement. Il est preferable que ltembrayage de l'ancien rapport soit ouvert lentement, par exemple, et que le deuxieme embrayage correspondent au rapport cible ne soit referme qu'apres avoir atteint
la reserve de glissement.
Selon une autre amelioration de l' invention, il est preferable que la reserve de glissement soit reglee par rapport a une augmentation variable en fonction du temps de la vitesse de glissement theorique, de maniere a ce que ltembrayage du rapport cible commence relativement tat a augmenter la vitesse de glissement theorique. Il est possible qu'un glissement positif se constitue en cas de couplages de traction et qutun glissement negatif se constitue en cas de couplages de propulsion. La strategic selon l' invention peut prevoir quten cas de retrogradations de vitesse par traction et/ou augmentations de vitesse par propulsion, la vitesse du moteur soit amenee a la vitesse cible du nouveau rapport, avant que la phase de chevauchement
n'ait demarre.
Il est preferable pour le procede selon l' invention de verifier au debut de la phase de - chevauchement si l'embrayage correspondent au rapport de depart se trouve en etat de glissement. Si ce n'est pas le cas, le couple peut etre reduit au niveau de l'ancien embrayage jusqu'a ce que, par exemple, l'ancien embrayage glisse. Lorsque l'embrayage glisse, il est alors possible de calculer la vitesse de
glissement theorique et/ou la reserve de glissement.
Les embrayages peuvent alors etre pilotes et le regulateur peut regler le couple du nouvel embrayage, jusqu'a ce que le couple au niveau de l'ancien embrayage soit quelque peu inferieur a zero. Il est preferable que le couple du regulateur soit determine en fonction de la vitesse de glissement theorique et/ou
du gradient de la vitesse de glissement theorique.
Le procede selon l' invention est utilise de preference pour des boltes de vitesses a montage en parallele mais egalement, dans certaines circonstances,
pour des boltes de vitesses automatiques.
De plus, ltobjet de ['invention peut etre realise de maniere appropriee par une bolte de vitesses a double embrayage pour vehicule, laquelle est tout particulierement destinee a lt execution du procede propose, moyennant quoi il est prevu au moins un dispositif de commande ou tout dispositif semblable permettant de commander et/ou de regler au moins un embrayage pendant une phase de chevauchement. La bolte de vitesses a double embrayage selon l' invention presente l'avantage specifique suivant: l'embrayage peut reagir plus rapidement aux exigences theoriques que le moteur a combustion interne. De plus, avec la bolte de vitesses a double embrayage selon ['invention, seul le couple souhaite par le conducteur est communique a l'entralnement et, de maniere avantageuse,
aucune intervention du moteur n'est necessaire.
D'autres avantages et agencements avantageux ressortiront plus clairement a la lecture des sous
revendications et des dessins decrits ci-apres, sur
lesquels: la figure 1 presente un organigramme d'un mode de realisation du procede selon ['invention; la figure 2 presente un modele represente schematiquement avec des couples agissant sur un vehicule; et la figure 3 presente lt evolution des vitesses de rotation et des couples lors d'une augmentation de
vitesse par traction.
La figure 1 presente un organigramme d'un mode de
realisation possible du procede selon ['invention.
Au debut du procede et/ou de la phase de chevauchement, il est verifie si l'ancien embrayage correspondent au rapport de depart se trouve en etat de glissement. Si ce n'est pas le cas, le couple MKUpp_alt au niveau de l'ancien embrayage est reduit jusqu' a ce que
l'embrayage glisse.
Le glissement de l'embrayage permet de calculer un glissement theorique deltA_n_soll, de maniere a obtenir une fonction variable en fonction du temps fn(t). Apres cela commence le pilotage des deux embrayages, moyennant quoi le couple MKupplung-alt au niveau de l'ancien embrayage est defini par une valeur de depart MKupplung_alt-Start, laquelle peut etre modifiee par une fonction variable en fonction du temps f (t). Le couple MKUPP neu au niveau du nouvel embrayage est determine par l' equation suivante: MKupplung_neu = f ( t) ( MMot_start MMot) De preference, un regulateur P. I. D. permet de definir un couple du regulateur MRegler en fonction de la vitesse de glissement delta_n et du gradient d (delta_n) dt de la vitesse de glissement jusqut a ce que le couple (MKUpp_alt) au niveau de l'ancien embrayage soit inferieur a zero. Cela signifie que la commande de la phase de chevauchement est realisee jusqu'au moment ou l'ancien embrayage est entierement ouvert. Le procede et/ou la phase de chevauchement est ensuite
termine ( e).
La f igure 2 presente un modele du couple moteur MMot et des couples au niveau des deux embrayages MKupp_neu; MKupp-alt. La masse d' inertie JMOt du moteur est
egalement indiquee.
La figure 3 presente les evolutions de differentes vitesses et de differents couples lors d'une augmentation de vitesse par traction, laquelle est divisee en une premiere phase (demarrage, limite de glissement), une deuxieme phase (chevauchement) et une
troisieme phase (synchronisation de l'embrayage cible).
Sur le diagramme superieur la vitesse du moteur n_Mot est representee par une ligne continue, la vitesse de rotation n_GE_alt de l'arbre d' entree de la bolte de vitesses de l'ancien embrayage par une ligne en pointille, la vitesse n_GE_neu de l'arbre d'entre de la bolte de vitesses du nouvel embrayage par une ligne a tirets et points, la vitesse de glissement delta_n par une ligne avec des croix et la vitesse de
glissement theorique delta_n_soll par une ligne brisee.
Sur le diagramme inferieur, le couple moteur MMot est represente par une ligne continue, le couple MKupplung_alt au niveau de l'ancien embrayage par une ligne en pointille, le couple MKupplung-neu au niveau du nouvel embrayage par une ligne a tirets et points et le couple M_Kupplung_neu_oR au niveau du nouvel embrayage sans
regulateur par une ligne brisee.
Afin de garantir qu'une reserve de glissement suffisante soit disponible pendant la phase de chevauchement, la vitesse de glissement theorique delta_n_soll est tout d'abord amenee, au debut de la phase de chevauchement, jusqu'au niveau de la reserve necessaire, comme le montre l' evolution de la vitesse de glissement theorique delta_n_soll sur le diagramme superieur de la figure 3. l' evolution du couple MKupplung_neu du nouvel embrayage montre l'amorcage du nouvel embrayage, laquelle evolution est representee sur le diagramme inferieur. De plus, ['evolution constante du couple moteur MMot montre que le procede selon l' invention ne necessite aucune intervention du moteur. Il s'est avere que le reglage du glissement peut egalement eliminer les erreurs dans les couples d'embrayage et que la vitesse de glissement delta_n
peut varier entre O et environ 200 tours/minute.
L'utilisation du reglage de glissement pendant la conduite avec engrenage de commande de rotation peut etre egalement employee pour ['augmentation du glissement. De plus, il est preferable que le couple de glissement delta_n soit amorce pendant la phase de
chevauchement grace a l' embrayage de l' ancien rapport.
Il est particulierement avantageux qutaucune evolution de la rampe ne soit utilisee lors du chevauchement, mais plutot, par exemple, que le demarrage ait lieu avec une fonction parabolique ou semblable avant de passer a une evolution lineaire. Le nouvel embrayage peut ainsi entrer lentement dans une plage d' operation, dans laquelle les temps de reglage
vent identiques a l'ancien embrayage.
La duree de la phase de chevauchement est adaptee dans le procede selon ['invention. Le modele de regulateur de position de l'embrayage (tpT1=50 ms) utilise donne une duree minimale d' environ 400 a 500 ms pour la duree du chevauchement. D'autres valeurs vent egalement envisageables. De plus il est egalement possible de prendre d'autres mesures ou de combiner les mesures sus-mentionnees. Il est possible de modifier les mesures mentionnees afin d'ameliorer la strategic
selon ['invention.
Les revendications du brevet remises avec la
demande constituent des propositions de formulation qui ne peuvent porter prejudice a la protection continue du brevet. La demanderesse se reserve le droit de revendiquer d'autres combinaisons de caracteristiques, uniquement presentees, jusqu'a present, dans la
description et/ou les dessins.
Les references utilisees dans les sous
revendications font allusion a d'autres ameliorations
de ['objet de la revendication principale par l'intermediaire des caracteristiques de chacune des
sous-revendications; elles ne doivent etre considerees
comme une renonciation a atteindre une protection autonome et concrete des combinaisons de
caracteristiques des sous-revendications citees.
Dans la mesure ou les objets des sous-
revendications peuvent constituer des inventions
propres et independantes eu egard a l'etat de la technique a la date de priorite, la demanderesse se
reserve le droit d' en faire ['objet de revendications
independantes ou de demandes divisionnaires. Ces objets peuvent egalement comprendre des inventions independantes, qui presentent une conception
independante des objets des sous-revendications qui
precedent. Le s exemples de rea l i sation ne do ivent pas et re consideres comme limitant ['invention. Au contraire, de nombreuses alterations et modifications vent possibles
dans le cadre de la presente description, tout
particulierement les variantes, elements, combinaisons et/ou materiaux, qui peuvent etre deduits par lthomme du metier eut egard a la realisation de ltobjet, par exemple par la combinaison ou ltecartement de certain(e)s des caracteristiques et/ou elements ou
etapes de procede decrits dans la description generale
et les modes de revendication ainsi que les
revendications et contenus dans les dessins et qui
peuvent conduire par la combinaison des caracteristiques a un nouvel objet ou a de nouvelles etapes de procede et/ou suites d'etapes de procede, dans la mesure ou ils concernent le processus de
realisation, de verification et de travail.
Legendes des figures Figure 1 Beginn Debut Schlupf an alter Kupplung? Glissement au niveau de l'ancien embrayage ? ne in non MKUPP alt reduzieren reduire MKUPP alt j a oui Berechnung Sollschlupf Calcul du glissement Delta_n_soll = fn (t) theori que Delta_n_soll = fn (t) Vorsteuerung Kupplungen Pilotage des embrayages MKUPP _alt MKUPP _alt_Start f ( t) MKUPP_ alt = MKUPP_ alt_Start f( t) MKUPP neu = f( t) (MMott_Start MKUPP neu = f( t) - (MMott_Start MMot) MMot) PID Regler Regulateur P. I. D. MRegler = f(delta_n MRegler = f (delta_n, d(delta_n)/dt)) d(delta_n)/dt)) MKUPP neu = MKUPP neu+MRegler) MKUPP neu = MKUPP neu+ MRegler) MKUPP alt > 0? MKUPP alt > 0? Ende Fin Figure 2 |MKU p p 1 U n g _alt |Me m b r a y a g e _alt Figure 3 Anfahren Schlupfgrenze demarrage limite de glissement Uberschneidung chevauchement Synchroni s ierung synchroni sation de Zielkupplung lt embrayage cible Moment moment Drehzahl vitesse de rotation Zeit temps

Claims (12)

REVENDICATIONS
1. Procede de commande ou reglage d'une boite de vitesses a double embrayage lors d'un chevauchement, caracterise en ce qu'au moins un embrayage est amorce de maniere a ce qu'un reglage de glissement soit execute au niveau d'un embrayage. 2. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que l'embrayage du rapport cible est amorce sans modification du couple moteur (MMOR), afin de maintenir a un niveau approximativement constant la vitesse de glissement (delta_n) au niveau de l'embrayage du
rapport de depart.
3. Procede selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce qu'un reglage de glissement se superpose a la commande de l'embrayage du rapport cible
pendant la phase de chevauchement.
4. Procede selon la revendication 3, caracterise en ce qu'une reserve de glissement se constitue au debut de la phase de chevauchement, dans lequel l'embrayage correspondent au rapport de depart est lentement ouvert et ltembrayage correspondent au rapport cible est ferme apres qu'une vitesse de
glissement theorique (delta_n-soll) ait ete atteinte.
5. Procede selon la revendication 4, caracterise en ce que la reserve de glissement augmente en fonction du temps, moyennant quoi l'embrayage du rapport cible commence relativement tot a augmenter la vitesse de
glissement theorique (delta_n_soll).
6. Procede selon l'une des revendications
precedentes, caracterise en ce qu'un regulateur P.I.D.
est utilise afin d'amorcer l'embrayage.
7. Procede selon la revendication 6, caracterise en ce que la difference entre la vitesse du moteur et la vitesse de rotation (n_GE_alt) de l'arbre d' entree de la bolte de vitesses du rapport de depart est utilisee en tent que grandeur d' entree pour le
regulateur P.I.D.
B. Procede selon l'une des revendications
precedentes, caracterise en ce que la duree de la phase
de chevauchement est adaptee au reglage des embrayages.
9. Procede selon l'une des revendications
precedentes, caracterise en ce que le couple moteur (MMot) et le couple (MkUpp_alt) vent definis au niveau de l'ancien embrayage correspondent au rapport de depart et en ce que le couple (MkUpp neu) est regle au niveau du
nouvel embrayage correspondent au rapport cible.
10. Procede selon la revendication 9, caracterise en ce que le couple moteur (MMot) est defini par le couple souhaite par le conducteur (MFahrerWunsh) et en ce qutil convient d'appliquer lt equation suivante: MMot = MFahrerwunsch 11. Procede selon la revendication 9 ou 10, caracterise en ce que le couple (MKupplung_alt) est defini au niveau de l'ancien embrayage correspondent au rapport de depart par une valeur de depart (MKupplung_alt_Start) laquelle est modifiee par une fonction variable en fonction du temps (f(t)) et en ce qutil convient d'appliquer l' equation suivante: MKuplung_alt = MKupplung_alt_Start f ( t)
12. Procede selon l'une des revendications 9 a 11,
caracterise en ce qu'il convient d'appliquer ['equation suivante lors du reglage du couple (MKupplung_neu) au niveau du nouvel embrayage correspondent au rapport cible: MKupplung_neu = f (t) (MMot_ Start MMot) + MRegler
13. Procede selon l'une des revendications
precedentes, caracterise en ce qutil est verifie au debut de la phase de chevauchement si l'embrayage correspondent au rapport de depart se trouve en etat de glissement. Si ce n'est pas le cas, le couple (MKupp_alt) est reduit au niveau de l'ancien embrayage et si c'est le cas, une vitesse de glissement theorique (delta_n_soll) est calculee, moyennant quoi les embrayages vent ensuite pilotes puis un regulateur regle le couple (MKupp_neu) jusqu'a ce que le couple (MkUpp_alt) soit quelque peu inferieur a zero au niveau
de l'ancien embrayage.
14. Procede selon la revendication 13, caracterise en ce que le couple du regulateur (MRegler) est determine en fonction de la vitesse de glissement theorique (delta_n_soll) et/ou du gradient (d(delta_n)/dt)) de la
vitesse de glissement theorique (delta_n_soll).
15. Bolte de vitesses a double embrayage pour un vehicule, tout particulierement pour l' execution du
procede selon l'une des revendications 1 a 14,
caracterise en ce qutau moins un dispositif de commande est prevu pour la commande et/ou le reglage d' au moins
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