FR3097607A1 - Procédé de pilotage d’une boîte de vitesses - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un procédé de pilotage d’une boîte de vitesses (4) pour un véhicule automobile, ladite boîte de vitesses (4) comportant : - un premier arbre d’entrée (7) et un deuxième arbre d’entrée (8) qui sont respectivement associés à un premier embrayage (9) et à un deuxième embrayage (10) ; - un arbre de sortie (13) ; - un premier train d’engrenage (19) qui comporte un élément de connexion/déconnexion (16) qui est configuré pour accoupler en rotation le premier arbre d’entrée (7) à l’arbre de sortie (13) ; - un deuxième train d’engrenage (20) qui accouple en rotation le deuxième arbre d’entrée (8) à l’arbre de sortie (13), le procédé de pilotage comportant : - déterminer une première variable Ω représentative de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie (13) ; - déplacer l’élément de connexion/déconnexion (16) de son état déconnecté vers son état connecté lorsque la première variable est inférieure à un premier seuil ; et - déplacer l’élément de connexion/déconnexion (16) de son état connecté vers son état déconnecté lorsque la première variable Ω est supérieure à un deuxième seuil, ledit deuxième seuil étant supérieur au premier seuil. Figure à publier : 1

Description

Procédé de pilotage d’une boîte de vitesses
L’invention se rapporte au domaine des chaîne de transmission pour véhicule automobile, et notamment pour véhicule électrique ou hybride, c’est-à dire comportant au moins une moteur électrique apte à assurer la propulsion du véhicule.
L’invention vise plus particulièrement un procédé de pilotage d’une boîte de vitesses équipant une telle chaîne de transmission.
Arrière-plan technologique
Les moteurs électriques équipant les véhicules électriques et hybrides présentent des caractéristiques de couple et de régime moteur différentes de celles des moteurs thermiques. En effet, les moteurs électriques utilisées pour de telles applications présentent généralement des régimes moteurs plus élevées que les moteurs thermiques. Ainsi, le régime d’un moteur électrique est susceptible d’être élevé, supérieur ou égal à 15000 tours/minute par exemple, notamment pour les chaînes de transmission équipés d’une boîte de vitesses ne comportant que peu de rapports différents, par exemple deux.
Pour adapter la vitesse et le couple, l’utilisation d’un moteur électrique nécessite une chaîne de transmission comportant un dispositif de réduction de vitesse permettant d’atteindre les niveaux de vitesse et de couple de sortie souhaités à chaque roue.
Pour s’adapter aux différents régimes du véhicule, il est connu d’utiliser une chaine de transmission comportant un double embrayage disposé entre le moteur électrique et le dispositif de réduction de vitesses, le double embrayage permettant de sélectionner le rapport de réduction souhaité. Une telle chaîne de transmission est notamment décrite dans le document DE102016202723.
Une telle chaîne de transmission n’est toutefois pas totalement satisfaisante. D’une part, avec une telle chaîne de transmission, un couple de trainée intervient nécessairement sur l’un des embrayages du double embrayage qui est ouvert lorsque l’autre est fermé. De plus, une telle chaîne de transmission implique que lorsque l’embrayage qui est associé avec le deuxième rapport de vitesse est fermé, la sortie du premier embrayage est entraînée en rotation à des vitesses plus élevées que celle du moteur. Compte-tenu de la vitesse déjà élevée du moteur, ceci est susceptible de créer des problèmes de tenue mécanique qui peuvent générer des problèmes de fiabilité et de sécurité de la chaîne de transmission.
Résumé
Une idée à la base de l’invention est de proposer un procédé de pilotage d’une boîte de vitesses permettant notamment d’éviter d’entraîner en rotation des éléments de la chaîne de transmission à des vitesses excessives afin d’assurer la fiabilité et la sécurité de la chaîne de transmission.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un procédé de pilotage d’une boîte de vitesses pour un véhicule automobile, ladite boîte de vitesses comportant :
- un premier arbre d’entrée et un deuxième arbre d’entrée qui sont respectivement associés à un premier embrayage et à un deuxième embrayage d’un double embrayage ; le premier embrayage et le deuxième embrayage étant, en position embrayée, aptes à accoupler en rotation un arbre menant d’un moteur, respectivement avec le premier arbre d’entrée et le deuxième arbre d’entrée ;
- un arbre de sortie ;
- un premier train d’engrenage qui est configuré pour accoupler en rotation le premier arbre d’entrée à l’arbre de sortie selon un premier rapport de transmission ; le premier train d’engrenage comportant un élément de connexion/déconnexion qui est mobile entre un état connecté dans lequel ledit élément de connexion/déconnexion assure une transmission de couple entre le premier arbre d’entrée et l’arbre de sortie par l’intermédiaire du premier train d’engrenage et un état déconnecté dans lequel le premier arbre d’entrée est désaccouplé en rotation de l’arbre de sortie ;
- un deuxième train d’engrenage qui est configuré pour accoupler en rotation le deuxième arbre d’entrée à l’arbre de sortie selon un deuxième rapport de transmission ; le deuxième rapport de transmission étant supérieur au premier rapport de transmission, le procédé de pilotage comportant :
- déterminer une première variable Ω représentative de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie ;
- déplacer l’élément de connexion/déconnexion de son état déconnecté vers son état connecté lorsque la première variable est inférieure à un premier seuil ; et
- déplacer l’élément de connexion/déconnexion de son état connecté vers son état déconnecté lorsque la première variable Ω est supérieure à un deuxième seuil, ledit deuxième seuil étant supérieur au premier seuil.
Ainsi, l’élément de connexion/déconnexion permet d’interrompre l’entrainement du premier arbre d’entrée ainsi que de la sortie du premier embrayage. Ceci permet de limiter, voire supprimer le couple de trainée au niveau du premier embrayage lorsque le deuxième embrayage est en position embrayée, ce qui permet d’améliorer le rendement énergétique.
De plus, ceci permet également de protéger le premier embrayage, en évitant sa centrifugation excessive, améliorant ainsi la fiabilité et la sécurité de la chaîne de transmission.
En outre, le premier et le deuxième seuils de vitesse Vs1 et Vs2 forment un système d’hystérésis qui permet d’éviter les connexions/déconnexions inutiles qui seraient susceptibles de se produire en présence d’un unique seuil de vitesses.
Selon des modes de réalisation, un tel procédé peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, le premier et le deuxième rapport de transmission sont inférieurs à 1. En d’autres termes, le premier et le deuxième train d’engrenages forment des réducteurs de vitesse qui permettent de diminuer la vitesse de rotation de l’arbre menant vers l’arbre de sortie de la boîte de vitesses et d’augmenter le couple.
Selon un mode de réalisation, le moteur est un moteur électrique configuré pour fonctionner dans un mode moteur et dans un mode générateur.
Selon un mode de réalisation, le premier seuil de vitesse et le deuxième seuil de vitesse sont supérieures à une vitesse maximale susceptible d’être atteinte par la première variable Ω représentative de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie lorsque le couple transite par le premier embrayage et le premier train d’engrenage et que le moteur fonctionne en mode moteur.
Selon un mode de réalisation, le premier seuil et le deuxième seuil sont constants.
Selon un mode de réalisation, lorsque la première variable Ω représentative de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie est inférieure au premier seuil, l’élément de connexion/déconnexion est déplacé entre son état connecté et son état déconnecté en fonction de ladite première variable Ω et d’une variable représentative de la demande d’accélération du véhicule.
Selon un mode de réalisation, l’on compare la variable représentative de la demande d’accélération du véhicule à y = c(Ω) avec Ω la première variable représentative de la vitesse du véhicule et l’on maintient ou l’on déplace l’élément de connexion/déconnexion dans un état connecté lorsque la variable représentative de la demande d’accélération du véhicule est supérieure à y.
Selon un mode de réalisation, c(Ω) = x(Ω)*k1/k2 ; avec :
x : une courbe représentative du couple maximum susceptible d’être délivré par le moteur électrique en fonction de la première variable Ω ;
k1 : le premier rapport de transmission ; et
k2 : le deuxième rapport de transmission.
Selon un mode de réalisation, préalablement au déplacement de l’élément de connexion/déconnexion de son état déconnecté vers son état connecté, le premier embrayage est piloté de manière à entraîner en rotation le premier arbre d’entrée et à pré-synchroniser la vitesse du premier arbre d’entrée avec celle de l’arbre de sortie.
Selon un mode de réalisation, le premier seuil et le deuxième seuil sont des variables déterminées en fonction d’une variable représentative de l’accélération du véhicule.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit également une chaîne de transmission de véhicule automobile comportant :
- un moteur équipé d’un arbre menant,
- un double embrayage comportant un premier embrayage et un deuxième embrayage, le premier embrayage et le deuxième embrayage étant, en position embrayée, aptes à accoupler en rotation l’arbre menant du moteur, respectivement avec un premier arbre d’entrée et un deuxième arbre d’entrée ; et
- une boîte de vitesses comportant :
- le premier arbre d’entrée ,
- le deuxième arbre d’entrée;
- un arbre de sortie ;
- un premier train d’engrenage qui est configuré pour accoupler en rotation le premier arbre d’entrée à l’arbre de sortie selon un premier rapport de transmission ; le premier train d’engrenage comportant un élément de connexion/déconnexion qui est mobile entre un état connecté dans lequel ledit élément de connexion/déconnexion assure une transmission de couple entre le premier arbre d’entrée et l’arbre de sortie par l’intermédiaire du premier train d’engrenage et un état déconnecté dans lequel le premier arbre d’entrée est désaccouplé en rotation de l’arbre de sortie ;
- un deuxième train d’engrenage qui est configuré pour accoupler en rotation le deuxième arbre d’entrée à l’arbre de sortie selon un deuxième rapport de transmission ; le deuxième rapport de transmission étant supérieur au premier rapport de transmission, et
- un système de pilotage de la chaîne de transmission, ledit système de pilotage étant configuré pour :
- déterminer une première variable Ω représentative de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie ;
- déplacer l’élément de connexion/déconnexion de son état déconnecté vers son état connecté lorsque la première variable est inférieure à un premier seuil ; et
- déplacer l’élément de connexion/déconnexion de son état connecté vers son état déconnecté lorsque la première variable Ω est supérieure à un deuxième seuil, ledit deuxième seuil étant supérieur au premier seuil.
Selon des modes de réalisation, une telle chaîne de transmission peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, le premier train d’engrenage comporte une première roue dentée d’entrée qui est solidaire en rotation du premier arbre d’entrée et une première roue dentée de sortie qui engrène avec la première roue dentée d’entrée et qui est montée folle sur l’arbre de sortie de la boîte de vitesses, l’élément de connexion/déconnexion étant un synchroniseur qui dans la position connectée assure une transmission de couple entre la première roue dentée de sortie et l’arbre de sortie.
Selon un mode de réalisation, le double embrayage est un embrayage humide.
Selon un mode de réalisation, le moteur est un moteur électrique.
Selon un mode de réalisation, la boîte de vitesses comporte uniquement deux rapports de transmission. Le choix de deux rapports de transmission avec un moteur électrique offre un bon compromis entre la simplicité de la transmission, performances dynamiques, consommation du véhicule et taille du moteur électrique.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une représentation schématique d’une chaîne de transmission selon un mode de réalisation.
La figure 2 est un schéma simplifié représentant les relations fonctionnelles du système de pilotage de la chaîne de transmission avec les autres équipements de la chaîne de transmission.
La figure 3 est un graphique représentant l’état connecté E1 ou déconnecté E2 de l’élément de connexion/déconnexion du premier train d’engrenage en fonction de la première variable Ω représentative de la vitesse de l’arbre de sortie de la boîte de vitesses.
La figure 4 est un graphique représentant l’état connecté E1 ou déconnecté E2 de l’élément de connexion/déconnexion en fonction de la vitesse du véhicule et de l’accélération demandée selon un mode de réalisation.
En relation avec la figure 1, l’on observe une chaîne de transmission 1 pour un véhicule automobile selon un mode de réalisation.
La chaîne de transmission 1 comporte successivement, dans le chemin de transmission de couple, un moteur 2, un double embrayage 3, une boîte de vitesses 4 et un différentiel 5 apte à entraîner deux roues latéralement opposées du véhicule automobile.
Le moteur 2 est un moteur électrique. Le moteur 2 est équipé d’un arbre menant 6 associé au rotor du moteur 2. Le moteur 2 est typiquement apte à entraîner l’arbre menant 6 à des vitesses supérieures ou égales à 15 000 tours par minute. Le moteur électrique est configuré pour fonctionner dans un mode moteur, c’est-à-dire un mode dans lequel le moteur fournit un couple entraînant aux roues, et dans un mode générateur, c’est-à-dire un mode dans lequel le moteur fournit un couple résistant et l’énergie mécanique venant des roues est transformée en énergie électrique.
Le double embrayage 3 comporte un premier embrayage 9 et un deuxième embrayage 10 qui sont respectivement destinés à accoupler l’arbre menant 6 à un premier arbre d’entrée 7 de la boîte de vitesses 4 et à un deuxième arbre d’entrée 8 de la boîte de vitesses 4. Le premier et le second arbre d’entrée 7, 8 sont coaxiaux, l’un desdits arbres 8 étant creux et l’autre arbre 7 s’étendant à l’intérieur de l’arbre 8 creux. Chacun des premier et deuxième embrayages 9, 10 comporte un élément d’entrée 11 qui est solidarisé en rotation à l’arbre menant 6 et un élément de sortie 12 qui est solidarisé en rotation au premier arbre d’entrée 7 ou au deuxième arbre d’entrée 8 de la boîte de vitesses 4. Le premier embrayage 9 est mobile entre une position embrayée dans laquelle il transmet un couple entre l’arbre menant 6 et le premier arbre d’entrée 7 et une position débrayée dans laquelle la transmission de couple entre l’arbre menant 6 et le premier arbre d’entrée 7 est interrompue. De même, le deuxième embrayage 10 est mobile entre une position embrayée dans laquelle il transmet un couple entre l’arbre menant 6 et le deuxième arbre d’entrée 8 et une position débrayée dans laquelle la transmission de couple entre l’arbre menant 6 et le deuxième arbre d’entrée 8 est interrompue.
Pour effectuer un changement de rapport, l’un des premier et deuxième embrayages 9, 10 est déplacé de sa position embrayée vers sa position débrayée alors que l’autre est déplacé de sa position débrayée vers sa position embrayée, si bien que le couple moteur est transféré progressivement de l’un à l’autre des premier et deuxième embrayages 9, 10. Un tel double embrayage 3 permet donc de changer de rapport de vitesse, sans rupture de couple, c’est-à-dire en maintenant la transmission d'un couple moteur aux roues du véhicule.
Selon un mode de réalisation, le double embrayage est un double embrayage humide. Chacun des premier et deuxième embrayages 9, 10 du double embrayage humide comporte un porte-disque d’entrée lié en rotation à l’arbre menant 6, un porte disque de sortie lié en rotation au premier arbre d’entrée 7 ou au deuxième arbre d’entrée 8 de la boîte de vitesses 4 et un ensemble multidisque qui est destiné à transmettre un couple entre le porte-disque d’entrée et le porte-disque de sortie dudit premier ou deuxième embrayage 9, 10 lorsqu’il est dans sa position embrayée. Chaque ensemble multidisque comporte des plateaux de pression qui sont solidaires en rotation de l’un des porte-disques d’entrée ou de sortie et des disques de friction solidaires en rotation de l’autre des porte-disques d’entrée ou de sortie et qui sont chacun interposés entre deux plateaux de pression. Chacun des premier et deuxième embrayages 9, 10 est actionné par un piston respectif qui est mobile entre une position débrayée et une position embrayée dans laquelle il presse les disques de l’ensemble multidisque dudit embrayage 9, 10 les uns contre les autres afin de transmettre un couple entre le porte-disque d’entrée et le porte-disque de sortie dudit embrayage 9, 10.
Selon un mode de réalisation alternatif, le double embrayage et un double embrayage à sec.
La boîte de vitesses 4 comporte le premier arbre d’entrée 7 et le deuxième arbre d’entrée 9 précitées, un arbre de sortie 13 et deux trains d’engrenages, à savoir un premier train d’engrenage 19 qui est configuré pour accoupler en rotation le premier arbre d’entrée 8 à l’arbre de sortie 13 selon un premier rapport de transmission k1 et un deuxième jeu d’engrenage 20 qui est configuré pour accoupler en rotation le deuxième arbre d’entrée 8 à l’arbre de sortie 13 selon un deuxième rapport de transmission k2. Le premier rapport de transmission k1 est égal au ratio vitesse de l’arbre de sortie 13/vitesse du premier arbre d’entrée 7 et le deuxième rapport de transmission k2 est égal au ratio vitesse de l’arbre de sortie 13/vitesse du deuxième arbre d’entrée 8. Le premier et le deuxième rapports de transmission k1 et k2 sont inférieurs à 1. En d’autres termes, le premier et le deuxième train d’engrenages 19, 20 forment des réducteurs de vitesse qui permettent de diminuer la vitesse de rotation de l’arbre menant 6 vers l’arbre de sortie 13 de la boîte de vitesses 4 et par conséquent permettant d’augmenter le couple. Le deuxième rapport de transmission k2 est supérieur au premier rapport de transmission k1. En d’autres termes, le premier train d’engrenage 19 réduit davantage la vitesse que le deuxième train d’engrenage 20. Dès lors, le premier rapport de transmission k1 est utilisé pour propulser le véhicule à l’arrêt et à des vitesses relativement basses tandis que le deuxième rapport de transmission k2 est utilisé pour propulser le véhicule à des vitesses plus élevées.
Le premier train d’engrenage 19 comprend une première roue dentée 14 qui est solidaire en rotation du premier arbre d’entrée 7 de la boîte de vitesses 4 et une première roue dentée de sortie 15 qui engrène avec la première roue dentée d’entrée 14. La première roue dentée de sortie 15 est montée folle sur l’arbre de sortie 13 de la boîte de vitesses 4, par exemple via un palier à roulement ou à aiguilles.
Le premier train d’engrenage 19 comprend en outre un élément de connexion/déconnexion, un synchroniseur 16 dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, qui est mobile entre une position connectée dans laquelle l’élément de connexion assure une transmission de couple entre la première roue dentée de sortie 15 et l’arbre de sortie 13 de la boîte de vitesses 4 et une position déconnectée dans laquelle la première roue dentée de sortie 15 est désaccouplé en rotation de l’arbre de sortie 13 de la boîte de vitesses 4.
Ainsi, grâce à un tel élément de connexion/déconnexion, lorsque le couple transite entre les roues et le moteur par le deuxième embrayage 10, le deuxième arbre d’entrée 8 et le deuxième train d’engrenage 20, il est possible d’éviter d’entraîner en rotation le premier arbre d’entrée 7 de la boîte de vitesses 4 ainsi que l’élément de sortie 12 du premier embrayage 9, c’est-à-dire son porte-disque de sortie si le double embrayage 3 est de type humide. D’une part, ceci permet d’éviter les pertes de rendement préjudiciables liées à l’entraînement en rotation du premier arbre d’entrée 7 et de l’éléments de sortie 12 du premier embrayage 9 lorsque que le couple est transmis par le deuxième embrayage. Ainsi, ceci évite notamment qu’un couple de trainée n’interviennent sur le premier embrayage 9, un tel couple de trainée étant particulièrement préjudiciable lorsque le double embrayage 3 est un embrayage humide. D’autre part, ceci permet également de protéger le premier embrayage 9, en évitant sa centrifugation excessive. En effet, compte-tenu de la supériorité du deuxième rapport de transmission k2 sur le premier rapport de transmission k1, l’élément de sortie 12 du premier embrayage 9 est susceptible de tourner à une vitesse supérieure à celle du moteur 2 (qui est déjà très élevée) lorsque le deuxième embrayage 10 est en position embrayée et le premier embrayage 9 est en position débrayée. Dès lors, un tel élément de connexion/déconnexion permet d’améliorer la sécurité de la chaîne de transmission.
Selon un mode de réalisation, l’élément de connexion/déconnexion est un synchroniseur 16. Le synchroniseur 16 comporte un moyeu 21 solidaire en rotation de l’arbre de sortie 13 de la boîte de vitesses 4 et fixé axialement à celui-ci. Le synchroniseur 16 comporte en outre un anneau de synchronisation, non représenté, qui forme avec la première roue dentée de sortie 15 un embrayage conique par friction. Le synchroniseur 16 comporte également un baladeur 22 qui est lié en rotation au moyeu 21 et qui est libre en translation par rapport à celui-ci. Le baladeur 22 comporte également une denture de crabotage apte à coopérer avec une denture complémentaire ménagée sur la première roue dentée de sortie 15. L’anneau de synchronisation est interposé entre le baladeur 22 et la première roue dentée de sortie 15. Le synchroniseur 16 comporte également un actionneur, non représenté sur la figure 1, par exemple hydraulique, permettant de déplacer le baladeur 22.
Afin de synchroniser la première roue dentée de sortie 15 au moyeu 21, et par conséquent à l’arbre de sortie 13 de la boîte de vitesses 4, l’actionneur déplace le baladeur 22 vers la première roue dentée de sortie 15, ce qui a pour effet de déplacer la surface conique d’embrayage de l’anneau de synchronisation contre la surface conique complémentaire d’embrayage de la première roue dentée de sortie 15. Lorsque la vitesse de l’anneau de synchronisation et celle de la première roue dentée de sortie 15 sont synchronisées, des organes de verrouillage, tels que des clavettes ou des billes de verrouillage, autorisent un déplacement supplémentaire du baladeur 22 de sorte à ce que sa denture de crabotage coopère avec la denture complémentaire ménagée sur la première roue dentée de sortie 15.
A l’inverse, pour déconnecter la première roue dentée de sortie 15 de l’arbre de sortie 13 de la boîte de vitesses 4, l’actionneur déplace le baladeur 22 dans le sens contraire de sorte que la denture de crabotage du baladeur 22 se désengage de la denture complémentaire de la première roue dentée de sortie 15 et que la surface conique d’embrayage de l’anneau de synchronisation s’éloigne de la surface conique d’embrayage de la première roue dentée de sortie 15.
Par ailleurs, le deuxième train d’engrenage 20 comporte une deuxième roue dentée d’entrée 17 qui est solidaire en rotation du deuxième arbre dentée d’entrée 8 de la boîte de vitesses 4 et une deuxième roue dentée de sortie 18. La deuxième roue dentée de sortie 18 engrène avec la deuxième roue d’entrée 17 et est solidaire en rotation de l’arbre de sortie 13 de la boîte de vitesses 4.
Par ailleurs, pour augmenter le couple et baisser la rotation aux roues, l’arbre de sortie 13 de la boîte de vitesses 4 est accouplé en rotation au différentiel 5 au moyen d’un troisième train d’engrenage 28 constituant un réducteur de vitesses.
La figure 2 est un schéma simplifié représentant les relations fonctionnelles du système de pilotage 23 de la chaîne de transmission avec les autres équipements de la chaîne de transmission. Le système de pilotage 23 est connecté à un capteur de position 27 qui est associé à une pédale d’accélération 26 et est ainsi apte à délivrer un signal représentatif d’une demande d’accélération du conducteur. Le système de pilotage 23 est agencé pour calculer une consigne de couple à transmettre aux roues pour répondre à la demande d’accélération du conducteur. Le système de pilotage 23 est en outre configuré pour délivrer des consignes de couple au moteur 2 et déterminer des requêtes de changement de rapport de transmission à effectuer en fonction de la consigne de couple à transmettre aux roues, de la vitesse du véhicule et du rapport de transmission engagé.
Pour effectuer un changement de rapport du premier rapport de transmission k1 vers le deuxième rapport de transmission k2, le système de pilotage 23 pilote le déplacement du premier embrayage 9 de sa position embrayée vers sa position débrayée et le déplacement simultané du deuxième embrayage 10 de sa position débrayée vers sa position embrayée, si bien que le couple moteur est transféré progressivement de l’un à l’autre des premier et deuxième embrayages 9, 10. Inversement, pour effectuer un changement de rapport du deuxième rapport de transmission k2 vers le premier rapport de transmission k1, le deuxième embrayage 10 est déplacé de sa position embrayée vers sa position débrayée alors que le premier embrayage 9 est simultanément déplacé de sa position débrayée vers sa position embrayée.
Par ailleurs, le système de pilotage 23 est associé à un ou plusieurs capteurs 25 permettant de déterminer une première variable Ω représentative de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie 13 de la boîte de vitesses 4, tel qu’un capteur de mesure du régime du 2 moteur, un capteur de mesure de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie 5 de la boîte de vitesses 2 ou un capteur de mesure de la vitesse de rotation des roues du véhicule. Bien évidemment, lorsque le capteur utilisé mesure le régime du moteur 2, ce régime doit, ; afin d’obtenir une variable représentative de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie 13, être multiplié par le premier ou le deuxième rapport de transmission k1, k2, selon que le premier embrayage 9 ou le deuxième embrayage 10 soit en position embrayée.
Le système de pilotage 23 est également configuré pour comparer la première variable Ω à un premier seuil de vitesse Vs1 et à un deuxième seuil de vitesse Vs2 et piloter l’actionneur 24 du synchroniseur 16 en fonction desdites comparaisons de manière à déplacer le synchroniseur 16 de son état connecté vers son état déconnecté ou inversement, de son état déconnecté vers son état connecté.
La figure 3 est un graphique représentant l’état connecté E1 ou déconnecté E2 du synchroniseur 16 en fonction de la première variable Ω. Le premier seuil de vitesse Vs1 ainsi que le deuxième seuil de vitesse Vs2 sont représentés sur la figure 3.
Comme représenté sur la figure 3, lorsque le synchroniseur 16 est à l’état connecté E1, le système de pilotage 23 compare la première variable 3 au deuxième seuil de vitesse Vs2. Lorsque la première variable Ω est supérieure audit deuxième seuil de vitesse Vs2, le système de pilotage 23 transmet à l’actionneur 24 du synchroniseur 16 une requête de déconnexion du synchroniseur 16 de sorte que celui-ci se déplace vers son état déconnecté E2 dans lequel le premier arbre d’entrée 7 et l’arbre de sortie 13 de la boîte de vitesses 4 sont déconnectés.
A l’inverse, lorsque le synchroniseur 16 est à l’état déconnecté E2, le système de pilotage 23 compare la première variable Ω au premier seuil de vitesse Vs1. Lorsque la première variable Ω est supérieure audit premier seuil de vitesse Vs1, le système de pilotage 23 transmet à l’actionneur 24 du synchroniseur16 une requête de connexion du synchroniseur 16 de sorte que celui-ci se déplace vers son état connecté E1 dans lequel le premier arbre d’entrée 7 et l’arbre de sortie 13 de la boîte de vitesses 4 sont accouplés l’un à l’autre.
Le premier et le deuxième seuils de vitesse Vs1 et Vs2 forment ainsi un système d’hystérésis qui permet d’éviter les connexions/déconnexions inutiles qui seraient susceptibles de se produire en présence d’un unique seuil de vitesses si la première variable venait à osciller autour dudit seuil de vitesse.
Afin de garantir la sécurité de la chaîne de transmission, le deuxième seuil de vitesse Vs2 est déterminé de telle sorte que : Vs2 x k2/k1 < C avec Vs2 : le deuxième seuil de vitesse, k1 : le premier rapport de transmission, k2 : le deuxième rapport de transmission et C : Seuil limite de tenue à la centrifugation du premier embrayage défini lors de la conception dudit premier embrayage.
Selon un mode de réalisation, le système de pilotage 23 comporte une cartographie du moteur définissant les plages de fonctionnement (couple = f(variable Ω représentative de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie 13)) pour chacun des deux rapports de transmission k1 et k2. Aussi, de manière avantageuse, le premier seuil de vitesse Vs1 et le deuxième seuil de vitesse Vs2 sont supérieures à la vitesse maximale susceptible d’être atteinte par la première variable Ω représentative de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie 13 lorsque le couple transite par le premier embrayage 9 et le premier train d’engrenage 19 et que le moteur 2 fonctionne en mode moteur.
Dès lors, lorsque le moteur fonctionne en mode moteur, le couple transite nécessairement par le deuxième embrayage 10 et le deuxième train d’engrenage 20 lorsque la première variable Ω dépasse le deuxième seuil de vitesse Vs2 et que le système de pilotage 23 pilote l’actionneur 24 du synchroniseur 16 pour le déplacer vers son état déconnecté.
De même, lorsque le moteur fonctionne en mode moteur, le couple transite nécessairement par le deuxième embrayage 10 et le deuxième train d’engrenage 20 lorsque la première variable Ω devient inférieur au premier seuil de vitesse Vs1. La déconnexion du synchroniseur 16 est alors préalable aux opérations d’embrayage du premier embrayage 9 et de débrayage du deuxième embrayage 10.
Lorsque le moteur fonctionne en mode générateur, il est toutefois possible que la deuxième vitesse seuil Vs2 soit atteinte alors que le couple transite par le premier embrayage 9 et le premier train d’engrenage 19. Dans un tel cas, le système de pilotage pilote au préalable le double embrayage 3 de manière à débrayer le premier embrayage 9 et embrayer le deuxième embrayage 10 avant que l’actionneur 24 du synchroniseur 16 soit piloté de sorte à déplacer le synchroniseur 16 vers son état déconnecté.
Selon un mode de réalisation, le premier et le deuxième seuil de vitesse Vs1 et Vs2 sont des constantes.
La figure 4 illustre une variante de réalisation de l’invention. Cette figure illustre un diagramme représentant l’état connecté E1 ou déconnecté E2 de l’élément de connexion/déconnexion 16 en fonction de la vitesse du véhicule en abscisse et d’une variable représentative de la demande d’accélération du véhicule en ordonnée, telle que la position de la pédale. Les seuils Vs1 et Vs2 constants précités qui permettent de protéger le premier embrayage 9, en évitant sa centrifugation excessive, sont représentés sur cette figure.
En outre, la figure 4 présente une courbe c (v) qui divise l’espace situé à gauche du seuil Vs1, c’est-à-dire correspondant à des vitesses du véhicule inférieures aux seuils Vs1 et Vs2, en une zone supérieure et une zone inférieure. Selon un mode de réalisation, ladite courbe correspond sensiblement à la fonction :
c(Ω) = x(Ω) * k1/k2 ; avec :
Ω: une variable représentation de la vitesse ;
x(Ω) : la courbe représentant le couple maximum susceptible d’être délivré par le moteur électrique en fonction d’une variable représentative de la vitesse du véhicule
k1 : le premier rapport de transmission ; et
k2 : le deuxième rapport de transmission.
La région r1 du diagramme qui est située au-dessus de ladite courbe c(v) correspond à un état connecté E1 de l’élément de connexion/déconnexion 16, et cela que le premier embrayage 9 ou le deuxième embrayage 10 soit en position embrayée.
Dans les régions r2 et r3 du diagramme qui sont situées en-dessous de ladite courbe c(v), l’état connecté E1 ou déconnecté E2 de l’élément de connexion/déconnexion 16 dépend de la stratégie de pilotage du véhicule qui est adoptée.
Par ailleurs, lorsque le deuxième embrayage 10 est en position embrayée et que l’élément de connexion/déconnexion 16 est à l’état déconnecté E2, il est possible :
- soit de maintenir le premier embrayage 9 en position débrayée, ce qui permet de diminuer l’inertie apportée par le premier embrayage 9 ;
- soit de positionner le premier embrayage 9 en position embrayée ce qui permet de diminuer le couple de traînée apporté par le premier embrayage 9 .
Selon un mode de réalisation, préalablement au déplacement de l’élément de connexion/déconnexion 16 de son état déconnecté vers son état connecté, le premier embrayage 9 peut être piloté de manière à entraîner en rotation le premier arbre d’entrée 7. Ceci permet de diminuer l’écart de vitesses entre le premier arbre d’entrée 7 et l’arbre de sortie 13 avant que l’élément de connexion/déconnexion 16 ne soit déplacé vers son état connecté et assure alors une synchronisation du premier arbre d’entrée 7 et de l’arbre de sortie 13. En ce sens, le premier embrayage 9 assure une pré-synchronisation de la vitesse du premier arbre d’entrée 7 avec celle de l’arbre de sortie 13. Lorsque la vitesse du premier arbre d’entrée 7 est synchronisée avec celle de l’arbre de sortie 13, le premier embrayage 9 est déplacé vers sa position débrayée avant le déplacement de l’élément de connexion/déconnexion 16 vers son état connecté. Lorsque l’élément de connexion/déconnexion 16 est dans son état connecté, le changement de rapport de transmission peut avoir lieu par transfert de couple du deuxième embrayage 10 vers le premier embrayage 9.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (12)

  1. Procédé de pilotage d’une boîte de vitesses (4) pour un véhicule automobile, ladite boîte de vitesses (4) comportant :
    - un premier arbre d’entrée (7)et un deuxième arbre d’entrée (8) qui sont respectivement associés à un premier embrayage (9) et à un deuxième embrayage (10) d’un double embrayage (3) ; le premier embrayage (9) et le deuxième embrayage (10) étant, en position embrayée, aptes à accoupler en rotation un arbre menant (6) d’un moteur (2), respectivement avec le premier arbre d’entrée (7) et le deuxième arbre d’entrée (8) ;
    - un arbre de sortie (13) ;
    - un premier train d’engrenage (19) qui est configuré pour accoupler en rotation le premier arbre d’entrée (7) à l’arbre de sortie (13) selon un premier rapport de transmission (k1) ; le premier train d’engrenage (19) comportant un élément de connexion/déconnexion (16) qui est mobile entre un état connecté (E1) dans lequel ledit élément de connexion/déconnexion (16) assure une transmission de couple entre le premier arbre d’entrée (7)et l’arbre de sortie (13) par l’intermédiaire du premier train d’engrenage (19) et un état déconnecté (E2) dans lequel le premier arbre d’entrée (7) est désaccouplé en rotation de l’arbre de sortie (13) ;
    - un deuxième train d’engrenage (20) qui est configuré pour accoupler en rotation le deuxième arbre d’entrée (8) à l’arbre de sortie (13) selon un deuxième rapport de transmission (k2) ; le deuxième rapport de transmission (k2) étant supérieur au premier rapport de transmission (k1), le procédé de pilotage comportant :
    - déterminer une première variable Ω représentative de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie (13) ;
    - déplacer l’élément de connexion/déconnexion (16) de son état déconnecté (E2) vers son état connecté (E1) lorsque la première variable est inférieure à un premier seuil (Vs1) ; et
    - déplacer l’élément de connexion/déconnexion (16) de son état connecté (E1) vers son état déconnecté (E2) lorsque la première variable Ω est supérieure à un deuxième seuil (Vs2), ledit deuxième seuil (Vs2) étant supérieur au premier seuil (Vs1).
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le moteur est un moteur électrique configuré pour fonctionner dans un mode moteur et dans un mode générateur.
  3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le premier seuil de vitesse (Vs1) et le deuxième seuil de vitesse (Vs2) sont supérieures à une vitesse maximale susceptible d’être atteinte par la première variable Ω représentative de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie (13) lorsque le couple transite par le premier embrayage (9) et le premier train d’engrenage (19) et que le moteur (2) fonctionne en mode moteur.
  4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le premier seuil (Vs1) et le deuxième seuil (Vs2) sont constants.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel lorsque la première variable Ω représentative de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie est inférieure au premier seuil (Vs1), l’élément de connexion/déconnexion (16) est déplacé entre son état connecté (E1) et son état déconnecté (E2) en fonction de ladite première variable Ω et d’une variable représentative de la demande d’accélération du véhicule.
  6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l’on compare la variable représentative de la demande d’accélération du véhicule à y = c(Ω) avec Ω la première variable représentative de la vitesse du véhicule et l’on maintient ou l’on déplace l’élément de connexion/déconnexion dans un état connecté (E1) lorsque la variable représentative de la demande d’accélération du véhicule est supérieure à y.
  7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel c(Ω) = x(Ω)*k1/k2 ; avec :
    x : une courbe représentative du couple maximum susceptible d’être délivré par le moteur électrique en fonction de la première variable Ω ;
    k1 : le premier rapport de transmission ; et
    k2 : le deuxième rapport de transmission.
  8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel préalablement au déplacement de l’élément de connexion/déconnexion (16) de son état déconnecté (E2) vers son état connecté (E1), le premier embrayage (9) est piloté de manière à entraîner en rotation le premier arbre d’entrée et à pré-synchroniser la vitesse du premier arbre d’entrée (7) avec celle de l’arbre de sortie (13).
  9. Chaîne de transmission de véhicule automobile comportant :
    - un moteur équipé d’un arbre menant (6),
    - un double embrayage (3) comportant un premier embrayage (9) et un deuxième embrayage (10), le premier embrayage (9) et le deuxième embrayage (10) étant, en position embrayée, aptes à accoupler en rotation l’arbre menant (6) du moteur (2), respectivement avec un premier arbre d’entrée (7)et un deuxième arbre d’entrée (8) ; et
    - une boîte de vitesses (4) comportant :
    - le premier arbre d’entrée (7),
    - le deuxième arbre d’entrée (8);
    - un arbre de sortie (13) ;
    - un premier train d’engrenage (19) qui est configuré pour accoupler en rotation le premier arbre d’entrée (7) à l’arbre de sortie (13) selon un premier rapport de transmission (k1) ; le premier train d’engrenage (19) comportant un élément de connexion/déconnexion (16) qui est mobile entre un état connecté (E1) dans lequel ledit élément de connexion/déconnexion (16) assure une transmission de couple entre le premier arbre d’entrée (7)et l’arbre de sortie (13) par l’intermédiaire du premier train d’engrenage (19) et un état déconnecté (E2) dans lequel le premier arbre d’entrée est désaccouplé en rotation de l’arbre de sortie (13) ;
    - un deuxième train d’engrenage (20) qui est configuré pour accoupler en rotation le deuxième arbre d’entrée (8) à l’arbre de sortie (13) selon un deuxième rapport de transmission (k2) ; le deuxième rapport de transmission (k2) étant supérieur au premier rapport de transmission (k1), et
    - un système de pilotage (23) de la chaîne de transmission, ledit système de pilotage (23) étant configuré pour :
    - déterminer une première variable Ω représentative de la vitesse de rotation de l’arbre de sortie (13) ;
    - déplacer l’élément de connexion/déconnexion (16) de son état déconnecté (E2) vers son état connecté (E1) lorsque la première variable est inférieure à un premier seuil (Vs1) ; et
    - déplacer l’élément de connexion/déconnexion (16) de son état connecté (E1) vers son état déconnecté (E2) lorsque la première variable Ω est supérieure à un deuxième seuil (Vs2), ledit deuxième seuil (Vs2) étant supérieur au premier seuil (Vs1).
  10. Chaîne de transmission selon la revendication 9, dans laquelle le premier train d’engrenage (19) comporte une première roue dentée d’entrée (14) qui est solidaire en rotation du premier arbre d’entrée (7) et une première roue dentée de sortie (15) qui engrène avec la première roue dentée d’entrée (14) et qui est montée folle sur l’arbre de sortie (13) de la boîte de vitesses (4), l’élément de connexion/déconnexion est un synchroniseur qui dans la position connectée (E1) assure une transmission de couple entre la première roue dentée de sortie (15) et l’arbre de sortie (13).
  11. Chaîne de transmission selon la revendication 9 ou 10, dans laquelle le double embrayage (3) est un embrayage humide.
  12. Chaîne de transmission selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, dans laquelle le moteur (2) est un moteur électrique.
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