FR2964717A3 - Systeme et procede de pilotage de changements de rapports montants et descendants d'une boite de vitesses a embrayage de tete et a coupleurs glissants - Google Patents

Abstract

Système de pilotage de changements de rapports d'une boîte de vitesses automatique comportant un embrayage de tête (3), au moins un arbre primaire (2) relié à un moteur d'entraînement (5), au moins un arbre secondaire (6) relié à l'arbre primaire (2) par au moins deux coupleurs du rapport final et initial (9, 10). Le système de pilotage de changements de rapports comprend un module électronique de passage (17) apte à transférer le glissement du coupleur du rapport final (10) vers l'embrayage de tête (3) et à piloter le changement de rapports de la boîte de vitesses (1) en fonction du couple d'embrayage (C ), ledit changement de rapport étant à passage montant sous couple ou sur erre ou descendant sous couple ou sur erre.

Description

B10-2649FR 1 Système et procédé de pilotage de changements de rapports montants et descendants d'une boîte de vitesses à embrayage de tête et à coupleurs glissants L'invention se situe dans le domaine des boîtes de vitesses automatiques à passage de vitesse sans rupture de couple, telles que les boîtes de vitesses automatiques à double embrayage, ou les boîtes de vitesses à coupleurs coniques, utilisées dans les véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention concerne toutes les transmissions où le glissement d'un embrayage doit être transféré vers un autre embrayage pendant les changements de rapport, en particulier sur les boîtes de vitesses robotisées à passage sous couple, munies d'un embrayage de tête et de coupleurs internes, tels que, par exemple, des coupleurs coniques par adhérence, ou des embrayages multidisques. Dans le cas du double embrayage, un couple moteur est transmis d'un arbre primaire au travers d'un système démultiplicateur vers un premier ou un deuxième arbre secondaire, puis de l'arbre secondaire au travers d'un embrayage vers un train de roue du véhicule. Simultanément, un rapport différent de celui du système démultiplicateur engagé peut être présélectionné sur le deuxième arbre secondaire relié par un deuxième embrayage, à cet instant ouvert, au train de roues du véhicule. Pour passer du rapport engagé au rapport sélectionné, on effectue une « bascule de couple » en ouvrant progressivement l'embrayage du premier arbre secondaire pendant que l'on ferme l'embrayage du deuxième arbre secondaire. Dans une boîte de vitesses à coupleurs coniques, certains rapports de vitesse sont engagés en permanence entre des pignons fous d'un arbre primaire relié au moteur et des pignons fixes d'un arbre secondaire relié au train de roues du véhicule. Un des coupleurs est donc serré sur le rapport initial tandis que le second coupleur est serré sur le rapport final. Pour le groupe de rapports ainsi équipé de coupleurs, le changement de rapports se fait en effectuant une « bascule de couple », en ouvrant progressivement le coupleur du rapport initial et en fermant simultanément, de manière progressive, le coupleur du rapport final vers lequel on souhaite basculer. Les deux coupleurs sont donc mis en glissement en parallèle, ainsi le couple transmis aux roues pendant la durée du changement de rapport correspond à la somme des couples fournis par les deux coupleurs concernés, et reste constante, de sorte que la liaison entre le moteur et les roues du véhicule est maintenue et qu'aucun à-coup n'est ressenti par les passagers du véhicule. Une fois le transfert effectué, le coupleur du rapport final, appelé par la suite coupleur final, est laissé en glissement, puis le couple moteur est estompé, c'est-à-dire, fortement diminué, de façon à amener progressivement la vitesse de rotation du moteur sur sa cible de fin de changement de rapport. Le coupleur final glisse donc durant toute la phase de synchronisation de la vitesse de rotation du moteur sur la vitesse de rotation de l'arbre primaire. Lors d'un changement de rapport de vitesses, on distingue une phase de transfert de couple entre deux coupleurs et une phase de synchronisation des vitesses de rotation de l'arbre de sortie du moteur et de l'arbre primaire avec la vitesse de rotation de l'arbre secondaire. Les vitesses de rotation du moteur, de l'arbre primaire et de l'arbre secondaire, seront appelées par la suite respectivement, régime moteur, régime primaire et régime secondaire. L'utilisation de tels coupleurs dans une boîte de vitesses automatique a pour inconvénient de générer une oscillation de couple dans un coupleur lors d'un changement de rapport sous couple, en particulier lors des passages de première en deuxième et de deuxième en troisième. Cette oscillation n'est généralement pas amortie et se propage jusqu'aux roues, dégradant ainsi fortement le confort du conducteur. Cette oscillation disparaît dès que les régimes de rotation du moteur et de l'arbre primaire sont synchronisés avec le régime de rotation de l'arbre secondaire et que le coupleur final est verrouillé.

Or l'architecture des boîtes de vitesses à coupleurs, très contrainte par l'encombrement réduit autorisé dans le véhicule, ne permet pas d'intégrer une fonction d'amortissement des oscillations perçues dans le coupleur.

De plus, la capacité de dissipation d'énergie des coupleurs est assez faible, de sorte que leur glissement prolongé pendant toute la phase de synchronisation du régime moteur peut endommager les matériaux constitutifs du coupleur, selon les couples mis en jeu. I1 existe des procédés de commande de changements de rapports montants sous couple permettant de réduire la phase de glissement d'un coupleur présent dans une boîte de vitesses automatisée, pendant une opération de changement de rapport montant sous couple. A cet effet, le glissement du coupleur final est transféré vers l'embrayage de tête de la boîte de vitesses. L'embrayage de tête ne crée pas d'oscillations en glissant, et a une capacité énergétique beaucoup plus importante que les coupleurs internes. Le coupleur final est donc complètement verrouillé en position fermée pendant la phase de synchronisation du régime moteur avec le régime primaire et l'embrayage de tête est déverrouillé de manière à assurer le glissement nécessaire à cette synchronisation. Le glissement de l'embrayage de tête permet de réaliser par la suite l'estompage de couple du moteur. La phase de synchronisation de l'arbre primaire sur l'arbre secondaire doit être réalisée avant la phase de transfert du glissement du coupleur final vers l'embrayage. Pour réaliser cette synchronisation, il suffit de faire chuter le régime primaire vers sa cible de changement de rapport en diminuant le couple d'embrayage dès que la bascule de couple est terminée. Toutefois, un tel procédé de commande permet uniquement de transférer le glissement sur l'embrayage de tête lors d'un changement de rapports montants sous couple. Le but de l'invention est donc de pallier aux inconvénients liés au glissement du coupleur final en proposant un système et un procédé de pilotage des changements de rapport permettant de réaliser un glissement de l'embrayage sur chacun des quatre types de rapports différents, à savoir montant sous couple ou en décélération (sur erre), ou descendant sous couple ou en décélération (sur erre). L'invention a pour objet un système de pilotage de changements de rapports d'une boîte de vitesses automatique comportant un embrayage de tête, au moins un arbre primaire relié à un moteur d'entraînement, au moins un arbre secondaire relié à l'arbre primaire par au moins deux coupleurs du rapport final et initial. Le système de pilotage comprend un module électronique de passage apte à transférer le glissement du coupleur du rapport final vers l'embrayage de tête et à piloter le changement de rapports de la boîte de vitesses en fonction du couple d'embrayage. Ledit changement de rapport étant à passage montant sous couple ou sur erre ou à décélération sous couple ou sur erre. Ainsi, l'invention propose une stratégie de transfert de glissement du coupleur final vers l'embrayage de tête pour chacun des changements de rapports montants et descendants. Avantageusement, le module électronique de passage comprend un module de verrouillage du coupleur final et un module de déverrouillage de l'embrayage de tête, de manière à transférer le glissement du couple final sur l'embrayage de tête pour chacun des changements de rapports. Le module électronique de passage peut comprendre un module de régulation du couple moteur autour d'une valeur de consigne correspondant au couple transitant par l'embrayage de tête.

En outre, le module électronique de passage comprend un module d'estompage du couple d'embrayage, de manière à réaliser la synchronisation du régime primaire sur une cible de rapport final. Le module électronique de passage peut comprendre un module d'estompage ou un module de relance du couple moteur, de manière à réaliser la synchronisation du régime moteur sur une cible de rapport final. Avantageusement, le module électronique de passage comprend un module de pré positionnement du couple du coupleur final sur une valeur de consigne, ladite valeur de consigne étant positive et inférieure à la valeur de consigne du couple moteur. Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de commande de changements de rapports d'une boîte de vitesses à rapports étagés comportant un embrayage de tête, au moins un arbre primaire relié au moteur d'entraînement, au moins un arbre secondaire relié à l'arbre primaire par au moins deux coupleurs du rapport final et initial. On transfère le glissement du coupleur du rapport final vers l'embrayage de tête et l'on pilote un changement de rapport de la boîte de vitesses en fonction du couple d'embrayage, ledit changement de rapport étant à passage montant sous couple ou sur erre ou descendant sous couple ou sur erre. Avantageusement, le couple moteur est régulé autour d'une valeur de consigne correspondant au couple transitant par l'embrayage de tête. De manière préférentielle, le couple d'embrayage est estompé à une valeur inférieure à la valeur de consigne du couple moteur, de manière à réaliser la synchronisation du régime primaire sur une cible de rapport final. Le couple moteur peut être estompé ou relancé, de manière à réaliser la synchronisation du régime moteur sur une cible de rapport final. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre un schéma de principe d'une boîte de vitesses comprenant un système de pilotage selon l'invention ; - les figures 2a, 2b illustrent des courbes de régime et de couples, caractéristiques d'un changement de rapport montant sous charge effectué suivant l'invention ; - les figures 3a, 3b illustrent des courbes de régime et de couples, caractéristiques d'un changement de rapport montant sur erre effectué suivant l'invention ; - les figures 4a, 4b illustrent des courbes de régime et de couples, caractéristiques d'un changement de rapport descendant charge effectué suivant l'invention ; et - les figures 5a, 5b illustrent des courbes de régime et de couples, caractéristiques d'un changement de rapport descendant sur erre effectué suivant l'invention.

Telle qu'illustrée à la figure 1, une boîte de vitesses 1 comprend au moins un arbre primaire 2 couplé en rotation au travers d'un embrayage de tête 3 à un arbre de sortie 4 d'un moteur 5, par exemple un moteur à combustion interne. La boîte de vitesses 1 comprend également un arbre secondaire 6 relié en rotation à au moins un train de roues 7 d'un véhicule automobile 8. L'arbre secondaire 6 est relié à l'arbre primaire 2 par l'intermédiaire d'au moins deux dispositifs de couplage 9 et 10 associés, chacun, à un moyen de réduction 11, 12 des couples. Les dispositifs de couplage 9, 10 peuvent être, à titre d'exemple non limitatif, des coupleurs coniques à rampes inclinées, aptes à synchroniser des pignons de vitesses sur leur arbre et de maintenir un rapport engagé par adhérence, ou des embrayages à disques. Le moyen de réduction de couples 1l, 12 peut être une descente d'engrenage ayant des rapports de réduction, respectivement a;, af. Les coupleurs 9, 10 permettent de faire passer le couple par l'une ou l'autre des descentes d'engrenage 11, 12 et de transférer progressivement le couple sur l'une ou l'autre 11, 12 lors d'un changement de rapport. Au cours d'un changement de rapport, le couple bascule entre les deux coupleurs 9, 10. La boîte de vitesses 1 comprend également entre l'arbre secondaire 6 et le train de roues 7, un différentiel 13 permettant de répartir le couple de l'arbre secondaire 6 sur deux arbres de roues 7.

Le coupleur 9 est par exemple un coupleur du rapport initial, relâché lors du changement de rapport. Dans ce cas, le coupleur 10 est un coupleur du rapport final, serré lors du changement de rapport. Les valeurs des couples du coupleur 9, 10 et de l'embrayage 3 sont estimées à partir des efforts mesurés par des actionneurs 14, 15 reliés à chacun des coupleurs 9, 10 et par un actionneur 16 situé au niveau de l'embrayage 3. Ces valeurs sont ensuite acquises à l'aide d'un calculateur 17, ou unité de contrôle électronique UCE. Le calculateur 17 permet également de recueillir la mesure de la valeur de l'accélération de l'arbre primaire à l'aide d'un capteur (non représenté). L'UCE 17 comprend un module de verrouillage 15a du coupleur final 10, un module de déverrouillage 16a de l'embrayage de tête 3, de manière à transférer le glissement du couple final 10 sur l'embrayage de tête 3 pour chacun des changements de rapports.

L'UCE 17 comprend également un module de régulation 18 du couple moteur C, autour d'une valeur de consigne SI correspondant au couple transitant par l'embrayage de tête 3, un module d'estompage 16b du couple d'embrayage Cemb, de manière à réaliser la synchronisation du régime primaire col, sur une cible de rapport final, un module d'estompage 18a du couple moteur C, et un module de relance 18b du couple moteur C, de manière à réaliser la synchronisation du régime moteur com sur une cible de rapport final. L'UCE 17 comprend un module de pré positionnement 15b du couple Cf du coupleur final 10 sur une valeur de consigne Cf,.

Les figures 2a et 2b représentent respectivement des courbes caractéristiques de régimes et de couples lors d'un changement de vitesses montant sous charge, par exemple, lors d'un passage du troisième rapport au quatrième rapport dans la boîte de vitesses de la figure 1. Ces courbes sont tracées par rapport à une même échelle de temps. Pendant tout l'intervalle de temps ti-t5 représenté, l'embrayage de tête 3 est déverrouillé, donc les régimes de rotation de l'arbre moteur com et de l'arbre primaire col, sont susceptibles d'être différents. Sur la figure 2a est représentée en traits tirets épais, une courbe 20 indiquant la vitesse de rotation col, en radians par seconde de l'arbre primaire 2 en fonction du temps t. L'échelle du temps t horizontale comprend notamment un intervalle de temps ti-t2 pendant lequel a lieu le déverrouillage de l'embrayage 3 et du coupleur initial 9 et le pré positionnement du coupleur final 10, un intervalle t2-t3 pendant lequel a lieu une bascule de couple moteur com, détaillé aux figures 2 à 5. Une droite 21 en pointillés indique le régime du moteur com adapté à un roulement en troisième vitesse, pour les conditions courantes de charge, de vitesse et d'accélération souhaitées par le conducteur. Le régime du moteur com correspondant à un roulage en quatrième vitesse, pour les conditions courantes de charge, de vitesse et d'accélération du véhicule, est indiqué par une droite 22 en pointillés située en dessous de la droite 21. La courbe 20 du régime primaire col, suit la droite 21 avant un instant ti correspondant au déverrouillage de l'embrayage 3 et du coupleur initial 9. La courbe 20 suit toujours la droite 21 sur un intervalle t2-t3 correspondant à la phase de bascule de couple Ci du coupleur initial 9 vers le coupleur final 10. Puis la courbe 20 décroît de manière sensiblement linéaire sur un intervalle de temps t3-t4 jusqu'à rejoindre la droite 22. La courbe 20 suit la droite 22 jusqu'à rejoindre la courbe 23 en trait plein du régime moteur com. Ce profil de courbe 20 est obtenu grâce au pilotage en couple de l'embrayage 3 par l'UCE, suivant la courbe 24 en trait fin de la figure 2b. Le profil de la courbe 23 du régime moteur com est obtenu grâce au pilotage en couple du moteur Cm suivant la courbe 25 en trait épais de la figure 2b. La figure 2b représente, la courbe 24 en trait fin du couple Cemb de l'embrayage 3 et la courbe 25 en trait épais du couple Cm de l'arbre moteur 4, les couples maximaux transmissibles Ci, Cf au travers des coupleurs 9 et 10. Ces couples maximaux transmissibles Ci, Cf sont des fonctions des degrés de fermeture de ces coupleurs 9, 10. La courbe de couple maximale transmissible Ci par le coupleur initial 9 est représentée par une courbe 26 en traits tirets épais et la courbe de couple maximale transmissible Cf par le coupleur final 10 est représentée par une courbe 27 en traits tirets fins. Le couple transmissible par un coupleur peut, par exemple, correspondre à une pression d'un actionneur sur ce coupleur. Au temps to, le couple Cf du coupleur final 10 est nul, la valeur du couple d'embrayage Cemb et du couple Ci du coupleur initial 9 sont positives et identiques et le couple Cm du moteur 5 est régulé par l'UCE 17 sur une valeur de consigne SI, inférieure à la valeur du couple d'embrayage Cemb. Au temps t1, on déverrouille l'embrayage 3, de manière à récupérer ultérieurement le glissement du coupleur final 10, on déverrouille le coupleur initial 9 de manière à pouvoir réaliser la bascule de couple et on pré positionne le couple Cf du coupleur final 10 à une valeur Cf], dite point de léchage. Le pré positionnement du couple Cf du coupleur final 10 à une valeur légèrement supérieure à zéro permet de rattraper d'éventuels jeux des actionneurs et de pouvoir réaliser la bascule de couple. Le couple Cm du moteur 5 est maintenu à la valeur de consigne SI, par le module de régulation 18. Le temps t2 correspond au début de la bascule de couple. Grâce aux consignes Ci, Cf envoyées par PUCE 17 aux coupleurs 9 et 10, sur l'intervalle de temps t2-t3, la courbe 26 du coupleur initial 9 décroît progressivement jusqu'à une valeur de couple nul, tandis que la courbe 27 du coupleur final 10 augmente progressivement jusqu'à atteindre la valeur de consigne SI du couple moteur Cm. L'UCE 17 pilote les variations de couple transmissibles Ci, Cf par les deux coupleurs 9, 10 de manière à ce que la somme des deux couples transmissibles Ci, Cf reste en permanence égale au couple de consigne SI. Le couple du moteur Cm étant ici constant et égal à la valeur de consigne SI entre les instants t2 et t3, les courbes 26 et 27 sont donc symétriques l'une de l'autre sur cet intervalle.

Une fois la bascule de couple réalisée, le module d'estompage 16b de PUCE 17 impose à l'embrayage 3, une consigne de couple d'une valeur inférieure à SI. Cette diminution du couple de l'embrayage Cemb a pour conséquence une chute du régime de l'arbre primaire 2, si bien que la courbe 20 du régime primaire col, s'éloigne de la droite directrice 21 pour se rapprocher de la droite directrice 22. L'UCE pilote un retour progressif du couple de l'embrayage Cemb vers la valeur de consigne SI, de manière à synchroniser la courbe 20 du régime primaire col, sur le quatrième rapport représenté par la droite 22. Pendant le changement de rapport, le bilan des couples au niveau de l'embrayage 3 /permet d'obtenir l'équation suivante : Jp dd = Cemb - Ci -Cf (1) Avec : JI, l'inertie de l'arbre primaire, qui est une constante mécanique (par exemple en kg.m2) ; dcop l'accélération de l'arbre primaire ; dt '

Cemb, le couple d'embrayage ;

Ci, le couple du coupleur initial S; et

Cf le couple du coupleur final.

Ainsi lors de la synchronisation de l'arbre primaire 2, le coupleur initial 9 étant ouvert, la pente du régime primaire cop convergez vers sa cible /de rapport final selon l'équation suivante : LG~p 1 _ (Cemb - Cf) (2) dt Jp Au temps t4, le module d'estompage 18a de l'UCE 17 impose au moteur 5, une consigne de couple d'une valeur inférieure à SI. Cette diminution du couple du moteur Cm a pour conséquence une chute du régime moteur com, si bien que la courbe 23 du régime moteur corn s'éloigne de la droite directrice 21 pour se rapprocher de la droite

directrice 22. L'UCE 17 pilote un retour progressif du couple du moteur Cm vers la valeur de consigne SI. A cet instant, le coupleur initial 9 est ouvert et le coupleur final 10 est verrouillé.

A partir de l'instant t5, une fois que l'arbre moteur 4 a atteint le régime adapté au 4ème rapport de vitesses, l'UCE 17 termine de

verrouiller l'embrayage 3, c'est-à-dire impose une augmentation du couple d'embrayage Cemb.

Ainsi on observe quatre phases En phase 1, le coupleur initial 9 est déverrouillé pour préparer la réalisation de la bascule de couple : le couple du coupleur initial Ci descend à la valeur SI. L'embrayage de tête 3 est déverrouillé de manière à récupérer ultérieurement (en phase 3) le glissement du coupleur final 10. En phase 2, le couple bascule entre les coupleurs 9, 10, à couple total constant égal à S 1. Le couple Ci du coupleur initial 9 décroît et le couple Cf du coupleur final 10 croît jusqu'au début de synchronisation du régime primaire col,. Avant la synchronisation du moteur 5, l'arbre primaire 2 qui est solidaire du moteur 5, doit devenir solidaire des roues 7, en passant par une phase où il est solidaire d'aucun des deux. En phase 3, le régime primaire col, à rejoint sa cible 22 sur le rapport final. Le coupleur du rapport final 10 est verrouillé en position fermée et l'embrayage de tête 3 est gardé en position déverrouillée de manière à assurer le glissement nécessaire à la synchronisation du moteur 5 avec l'arbre primaire 2 sur le rapport final 22. La phase de synchronisation du régime moteur com est lancée une fois que la phase de synchronisation du régime primaire col, est terminée. Le verrouillage du coupleur final 10 est réalisé lors du lancement de la phase de synchronisation du régime moteur com, alors que le verrouillage de l'embrayage de tête 3 est réalisé en même temps que celui du coupleur initial 9.

En phase 4, le couple moteur Cm est estompé, par le module d'estompage 18a, de manière à permettre au régime moteur com de rejoindre sa cible 22 sur le rapport final. Les figures 3a et 3b illustrent, dans le cas d'un passage de vitesse montant « sur erre », c'est-à-dire le conducteur du véhicule n'appuyant pas sur la pédale d'accélération, des courbes équivalentes aux courbes des figures 2a et 2b. Les courbes de même nature sont illustrées par les mêmes références. Le principe d'un passage montant « sur erre » est équivalent à celui d'un montant sous charge, à la différence près que le moteur 5 ne peut pas être sollicité pour un estompage puisqu'il fonctionne déjà sur ses pertes, dans la mesure où il n'y a pas d'appui sur la pédale par le conducteur. La synchronisation du régime moteur com se fait alors en ouvrant la chaîne de transmission et en laissant converger le régime moteur com sur sa cible finale 22. Les montants sur erre sont effectués sans bascule de couple et donc avec rupture de couple. Cependant, en décélération, le couple Cm du moteur 5 étant nul, l'ouverture de la chaîne de transmission n'est pas ressentie dans le véhicule.

On distingue donc trois phases Au temps t1, l'embrayage 3 et le coupleur initial 9 sont déverrouillés, puis rapidement ouverts. Le coupleur final 10 est pré positionné, par le module de pré positionnement 15b, sur un couple C» légèrement supérieur à zéro. Le couple Cm du moteur 5 est régulé par l'UCE 17 pour suivre sa valeur de consigne SI, qui est négative. Les couples d'embrayage Cemb et du coupleur initial Ci tendent vers une valeur nulle au début du temps t2. Au temps t2, l'embrayage 3 et le coupleur initial 9 sont totalement ouverts. Le coupleur final 10 est mis en glissement et tend vers une position verrouillée, de sorte que l'arbre primaire 2 vienne se synchroniser sur l'arbre secondaire 6. Le couple Cm du moteur 5 reste constant sur la valeur SI. A l'instant t3, le régime primaire col, est synchronisé sur sa cible de rapport final 22 et le coupleur final 10 est verrouillé.

A l'instant t4, l'embrayage 3 est mis en glissement et tend vers une position verrouillée. Le régime moteur com se synchronise sur sa cible du rapport final 22 grâce au pilotage par l'UCE 17 d'une modulation du glissement des disques d'embrayage. Les figures 4a et 4b illustrent, dans le cas d'un passage de vitesse descendant sous charge, des courbes équivalentes aux courbes des figures 2a et 2b. Les courbes de même nature sont illustrées par les mêmes références. Dans ce cas, la synchronisation des régimes primaire col, et moteur com est effectuée avant la bascule de couple.

Au temps to, le couple Cf du coupleur final 10 est nul, l'embrayage 3 et le coupleur initial 9 sont en position de verrouillage et le couple Cm du moteur 5 est régulé par le module de régulation 18 sur la valeur de consigne Si, inférieure à la valeur du couple d'embrayage Cemb. Au temps t1, l'embrayage 3 et le coupleur initial 9 sont déverrouillés, leurs couples respectifs Cemb, Ci sont pilotés de manière à atteindre la valeur de consigne SI. Le coupleur final 10 reste ouvert et le couple Cm du moteur 5 est régulé par l'UCE 17 de manière à suivre sa consigne SI. Au temps t2, l'embrayage 3 est mis en glissement en se rapprochant d'un état ouvert, le couple d'embrayage Cemb est donc piloté par PUCE 17 de manière à être légèrement inférieur à la valeur de consigne SI. Ainsi, le rapprochement d'un état ouvert de l'embrayage 3 permet de moins contraindre le moteur 5 et de faire augmenter son régime (Dm afin de le synchroniser à l'instant t3 avec le rapport de troisième vitesse correspondant à la droite 21. Pendant l'intervalle t2-t3, le coupleur final 10 reste ouvert et le couple Ci du coupleur initial 9 est maintenu à la valeur de consigne SI, tel que le couple Cm du moteur 5. Pendant la synchronisation du régime moteur sur sa cible de fin de rapport 21, le bilan des couples au niveau du moteur 5 permet d'obtenir l'équation suivante Jm dt = Cm - Cemb (3) Avec : Jm l'inertie du moteur, qui est une constante mécanique (par exemple en kg.m2) dc~m , l'accélération du moteur ; dt Cemb, le couple d'embrayage ; et Cm, le couple moteur.

Ainsi lors de la synchronisation de l'arbre moteur 4, la pente du régime moteur com converge vers sa cible de rapport final 21 selon l'équation suivante : do 1T (Cm - Cemb) (4) dt Jm A l'instant t3, la synchronisation du régime moteur com sur la droite 21 est terminée et le couple d'embrayage Cemb est régulé sur la valeur de consigne SI, afin d'accoster le régime moteur com sur sa cible 21 sans créer d'à coups. Le coupleur final 10 est ouvert et pré positionné à un couple C» légèrement supérieur à zéro, de manière à être prêt pour être mis en glissement. Pendant l'intervalle t3-t4 a lieu la synchronisation du régime primaire col, sur le régime moteur com. L'embrayage 3 est maintenu en glissement afin de transmettre le couple fourni par le moteur 5 aux coupleurs 9, 10. Le couple Ci du coupleur initial 9 est légèrement estompé afin de créer un écart de couple Cemb-Ci entre le couple d'embrayage Cemb et le couple Ci du coupleur initial 9 et ainsi de réaliser la synchronisation de régime primaire col, A l'instant t4, le régime primaire col, est synchronisé sur le régime moteur com. A cet instant débute la bascule de couple entre les coupleurs 9 et 10. L'embrayage 3 est maintenu en glissement au niveau de la valeur de consigne SI afin de continuer à fournir le couple fourni par le moteur 5 aux coupleurs 9, 10. Le coupleur initial 9 est mis en glissement et se rapproche d'un état ouvert afin de transmettre moins de couple aux roues 7. Le coupleur final 10 est également mis en glissement et se rapproche d'un état fermé afin de transmettre de plus en plus de couple aux roues 7, en compensant le couple Ci du coupleur initial 9. Le couple Cm du moteur 5 est régulé sur sa valeur de consigne S,. Au temps t5, l'embrayage 3 et le coupleur final 10 sont verrouillés ; la synchronisation des régimes primaire col, et moteur com est terminée.

Les figures 5a et 5b illustrent, dans le cas d'un passage de vitesse descendant « sur erre », c'est-à-dire le conducteur n'appuyant pas sur la pédale d'accélération, des courbes équivalentes aux courbes des figures 2a et 2b. Les courbes de même nature sont illustrées par les mêmes références. La différence avec les figures 2a et 2b illustrant le cas d'un passage de vitesse montant sous couple est que le couple du moteur est nul et peut être négatif du fait des pertes par frottement. La demande d'estompage du moteur est remplacée par une demande de relance du moteur au temps t4. Au temps t1, l'embrayage 3 et le coupleur initial 9 sont déverrouillés, leurs couples respectifs Cemb, Ci sont pilotés de manière à atteindre la valeur absolue de la valeur de consigne SI. Tel que sur la figure 2b, le coupleur final 10 est pré positionné à une valeur C» légèrement supérieure à zéro. Le couple Cm moteur 5 est régulé par l'UCE 17 de manière à correspondre à une valeur de consigne SI, qui est donc négative. La phase 2 de bascule de couple et la phase 3 de synchronisation du régime primaire col, sont similaires aux phases 2 et 3 de la figure 2b. Au temps t4, le couple d'embrayage Cemb est piloté pour revenir à la valeur absolue de SI afin de transmettre tout le couple moteur Cm aux roues 7, mais n'est pas verrouillé afin de permettre d'effectuer la relance du moteur 5 par le module de relance 18b. La relance du couple Cm moteur 5 permet de synchroniser le régime moteur com sur la droite 22 du rapport final. Grâce à l'invention qui vient d'être décrite, on peut améliorer la synchronisation du régime primaire par transfert du glissement du coupleur du rapport final vers l'embrayage et la réalisation d'un estompage de couple sur l'embrayage, en évitant un choc lors de la synchronisation grâce à un pilotage des couples d'embrayage, des coupleurs et une régulation du couple moteur autour d'une valeur de consigne lors des changements de rapports montants sous charge et sur erre et descendants sous charge et sur erre.

Cette invention trouve une application privilégiée mais non limitative, sur les véhicules automobiles équipés d'une boîte de vitesses automatique à passage sous couple comportant au moins deux coupleurs, et peut être appliquée à toutes les boîtes de vitesses comportant un dispositif de couplage mécanique commandé, ainsi que sur les groupes motopropulseurs hybrides, par exemple lors des transitions d'un mode de fonctionnement thermique à un mode de fonctionnement électrique.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Système de pilotage de changements de rapports d'une boîte de vitesses automatique (1) comportant un embrayage de tête (3), au moins un arbre primaire (2) relié à un moteur d'entraînement (5), au moins un arbre secondaire (6) relié à l'arbre primaire (2) par au moins deux coupleurs du rapport final et initial (9, 10), caractérisé en ce qu'il comprend un module électronique de passage (17) apte à transférer le glissement du coupleur du rapport final (10) vers l'embrayage de tête (3) et à piloter le changement de rapports de la boîte de vitesses (1) en fonction du couple d'embrayage (Cemb), ledit changement de rapport étant à passage montant sous couple ou sur erre ou descendant sous couple ou sur erre.
2. 2. Système de pilotage de changements de rapports selon la revendication 1, dans lequel le module électronique de passage (17) comprend un module de verrouillage (15a) du coupleur final et un module de déverrouillage (16a) de l'embrayage de tête (3), de manière à transférer le glissement du couple final (10) sur l'embrayage de tête (3) pour chacun des changements de rapports.
3. 3. Système de pilotage de changements de rapports selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module électronique de passage (17) comprend un module de régulation (18) du couple moteur (Cm) autour d'une valeur de consigne (SI) correspondant au couple transitant par l'embrayage de tête (3).
4. 4. Système de pilotage de changements de rapports selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le module électronique de passage (17) comprend un module d'estompage (16b) du couple d'embrayage (Cemb), de manière à réaliser la synchronisation du régime primaire (col)) sur une cible (21, 22) de rapport final.
5. 5. Système de pilotage de changements de rapports selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le module électronique de passage (17) comprend un module d'estompage (18a) du couple moteur(Cm), de manière à réaliser la synchronisation du régime moteur ( sur une cible (21, 22) de rapport final.
6. 6. Système de pilotage de changements de rapports selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le module électronique de passage (17) comprend un module de relance (18b) du couple moteur (Cm), de manière à réaliser la synchronisation du régime moteur (corn) sur une cible (21, 22) de rapport final.
7. 7. Système de pilotage de changements de rapports selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le module électronique de passage (17) comprend un module de pré positionnement (15b) du couple (Cf) du coupleur final (10) sur une valeur de consigne (Cfl), ladite valeur de consigne (Cfi) étant positive et inférieure à la valeur de consigne (SI) du couple moteur (Cm).
8. 8. Procédé de commande de changements de rapports d'une boîte de vitesses (1) à rapports étagés comportant un embrayage de tête (3), au moins un arbre primaire (2) relié à un moteur d'entraînement (5), au moins un arbre secondaire (6) relié à l'arbre primaire (2) par au moins deux coupleurs du rapport final et initial (9, 10), caractérisé en ce que l'on transfère le glissement du coupleur du rapport final (10) vers l'embrayage de tête (3) et l'on pilote un changement de rapport de la boîte de vitesses (1) en fonction du couple d'embrayage (Cemb), ledit changement de rapport étant à passage montant sous couple ou sur erre ou descendant sous couple ou sur erre.
9. 9. Procédé de commande de changements de rapports selon la revendication 8, dans lequel le couple moteur (Cm) est régulé autour d'une valeur de consigne (SI) correspondant au couple transitant par l'embrayage de tête (3).
10. 10. Procédé de commande de changements de rapports selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le couple d'embrayage (Cemb) est estompé à une valeur (Cembl), de manière à réaliser la synchronisation du régime primaire (col)) sur une cible (21, 22) de rapport final.
11. 11. Procédé de commande de changements de rapports selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel le couple moteur (Cm) estestompé, de manière à réaliser la synchronisation du régime moteur (corn) sur une cible (21, 22) de rapport final.
12. 12. Procédé de commande de changements de rapports selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel le couple moteur (Cm) est 5 relancé, de manière à réaliser la synchronisation du régime moteur sur une cible (21, 22) de rapport final.