FR3126739A1 - Procédé et dispositif de contrôle de fermeture d’un embrayage d’un véhicule à boîte de vitesses robotisée - Google Patents

Procédé et dispositif de contrôle de fermeture d’un embrayage d’un véhicule à boîte de vitesses robotisée Download PDF

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Abstract

Procédé de contrôle pour un véhicule comprenant : - un moteur (MT), - une boîte de vitesses (BV) robotisée, - un embrayage propre à coupler la boîte de vitesses (BV) au moteur (MT), - un dispositif de contrôle agencé de sorte à : - élaborer une consigne de changement de rapport de la boîte de vitesses (BV) en fonction d’un point de fonctionnement en cours du véhicule, - contrôler un état de glissement de l’embrayage préalablement à l’élaboration de la consigne du changement de rapport, ce procédé comprenant : - une première étape déterminant un état de stabilité du point de fonctionnement en cours du véhicule, - une deuxième étape inhibant le glissement de l’embrayage préalable tant que l’état de stabilité est vérifié. Figure 1

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE CONTRÔLE DE FERMETURE D’UN EMBRAYAGE D’UN VÉHICULE À BOÎTE DE VITESSES ROBOTISÉE
L’invention concerne le contrôle des embrayages d’un véhicule, et qui sont couplés à une boîte de vitesses robotisée.
On entend ici par « boîte de vitesses robotisée » aussi bien une boîte de vitesses manuelle pilotée (ou BVMP) qu’une boîte de vitesses à double embrayage (ou DCT) ou qu’une boîte de vitesses automatique (ou BVA).
Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent :
- un moteur électrique ou un moteur à combustion chargé de fournir du couple, par exemple sur un vilebrequin auquel est solidarisé un volant moteur pour le moteur à combustion,
- une boîte de vitesses robotisée et comprenant au moins un arbre primaire et au moins un arbre secondaire chargés d’instaurer ensemble au moins deux rapports de marche avant, et
- un embrayage (simple ou double) chargé de coupler sur ordre d’un calculateur l’arbre primaire au moteur électrique ou au volant moteur et pouvant être placé dans un état de glissement.
On entend ici par « état de glissement » un état dans lequel l’embrayage n’est pas complètement fermé (ou embrayé à 100%), mais cependant plus fermé (en pourcentage) que lorsqu’il est dans son état (ou point) de léchage à partir duquel l’embrayage permet au vilebrequin de commencer à transmettre du couple à l’arbre primaire de la boîte de vitesses pour que le véhicule puisse commencer à rouler (ou décoller). Cet état de glissement correspond à une vitesse différentielle de rotation moyenne de part et d’autre de l’embrayage typiquement comprise entre 5 tr/min et 100 tr/min. On notera que la vitesse de rotation instantanée des disques de l’embrayage dans l’état de glissement peut varier temporellement, mais cet état de glissement permet de transmettre intégralement un couple de consigne ou couple demandé par le conducteur via une commande d’accélérateur / vitesse.
Le choix du rapport que doit instaurer la boîte de vitesses est effectué par le calculateur associé à cette dernière en fonction d’un point de fonctionnement en cours du véhicule, et donc du moteur thermique dans le véhicule.
On entend ici par « point de fonctionnement » de façon générale, un couple de données associant le régime ou vitesse en cours au couple du moteur ou du véhicule en cours.
En particulier, on comprendra par « point de fonctionnement du véhicule », dans tout le texte de ce document, un couple de données associant la vitesse du véhicule en cours et une consigne de couple de motricité du véhicule en cours. Ce couple de motricité caractérise indirectement l’accélération du véhicule, et en général il est exprimé par un pourcentage d’enfoncement d’une commande d’accélération, notamment une pédale d’accélérateur du véhicule ou tout autre moyen de commande comme par exemple un régulateur d’allure.
En particulier, on comprendra par «point de fonctionnement du moteur», dans tout le texte de ce document, un couple de données associant le régime de rotation en cours du moteur et le couple moteur en cours. Comme le sait l’homme de l’art, ces points de fonctionnement du moteur sont tous situés en dessous d’une courbe limite caractéristique du moteur, qu’il soit électrique, hydraulique, pneumatique, ou à combustion (appelé aussi moteur thermique dans la suite de ce document).
Ce choix se fait par exemple en fonction d’au moins une cartographie définissant N zones associées respectivement à N rapports de marche avant, chaque zone étant délimitée par des limites définies par des points de fonctionnement du véhicule particuliers, qui sont eux-mêmes fonction de la ou les courbes limites caractéristiques du moteur. On comprendra que chaque fois que le point de fonctionnement en cours du véhicule est contenu dans une zone associée à un rapport de marche avant, c’est ce dernier qui est instauré par un calculateur de la boîte de vitesses. Ces N zones sont nommées premières zones primaires dans la suite du document.
Dans certains véhicules, et en particulier dans ceux qui comprennent une boîte de vitesses à double embrayage (ou DCT), lorsqu’un rapport de marche avant est instauré dans la boîte de vitesses, l’embrayage est par exemple en permanence placé dans l’état de glissement. Cela permet d’améliorer la réactivité lors des changements de rapport, car lorsque le calculateur de la boîte de vitesses décide de changer le rapport, c’est-à-dire lorsqu’il détermine une consigne de changement de rapport, l’embrayage étant déjà placé à la limite du point de patinage il n’y a plus qu’à réduire la pression dans l’embrayage pour ouvrir ce dernier, par exemple si cet embrayage est un embrayage de type humide à commande hydraulique.
L’inconvénient principal de ce placement permanent de l’embrayage dans un état de glissement rapport engagé réside dans le fait qu’il induit une importante consommation d’énergie (et donc de carburant) en pure perte, sous forme de calories (ou chaleur) dans l’embrayage.
La demande de brevet FR-A1-3094052 divulgue un procédé de contrôle dont le but est de minimiser l’usage de ce placement de l’embrayage dans l’état de glissement de sorte à limiter cette consommation d’énergie, tout en maintenant l’usage de ce placement de l’embrayage dans l’état de glissement avant chaque changement de rapport supposé, de sorte à garder l’avantage de la bonne réactivité de l’embrayage.
Malheureusement, lorsque le véhicule évolue à la limite de l’une des N zones de cette cartographie, cela ne présage pas obligatoirement d’un changement de rapport et l’embrayage peut être mis dans un état de glissement en prévision de ce changement qui n’aura pas lieux, et donc inutilement.
L’invention a donc notamment pour but d’éviter des mises dans un état de glissement de l’embrayage inutiles.
Elle propose notamment à cet effet un procédé de contrôle pour un véhicule comprenant :
- un moteur,
- une boîte de vitesses robotisée,
- un embrayage propre à coupler la boîte de vitesses au moteur,
- un dispositif de contrôle agencé de sorte à :
- élaborer une consigne de changement de rapport de la boîte de vitesses en fonction d’un point de fonctionnement en cours du véhicule, et
- contrôler un état de glissement de l’embrayage préalablement à l’élaboration de la consigne du changement de rapport,
ce procédé comprenant :
- une première étape déterminant un état de stabilité du point de fonctionnement en cours du véhicule,
- une deuxième étape inhibant le glissement de l’embrayage préalable tant que l’état de stabilité est vérifié.
Ainsi, même si le point de fonctionnement en cours du véhicule évolue vers une limite qui, une fois franchie, enclenche la consigne de changement de rapport, dans la mesure où le procédé détermine que le point de fonctionnement en cours du véhicule est stable, le glissement de l’embrayage préalable est inhibé en prévision d’un non changement de rapport, autrement dit en prévision du non franchissement de la limite par le point de fonctionnement en cours ou à venir du véhicule. Cette inhibition est par exemple réalisée par la fermeture complète de l’embrayage.
On notera que seul le glissement de l’embrayage préalable est inhibé, et pas tout glissement de l’embrayage : Si le point de fonctionnement du véhicule franchi malgré tout la limite, le procédé élabore la consigne de changement de rapport de la boîte de vitesses et l’embrayage est alors contrôlé en conséquence, son temps de réaction étant alors simplement plus long que si le glissement de l’embrayage préalable n’avait pas été inhibé.
Selon un mode de réalisation de l’invention, cette deuxième étape est en outre conditionnée par un engagement du rapport de marche avant le plus élevé des rapports de la boîte de vitesses.
Le rapport le plus élevé s’entend aussi bien en considérant la numérotation habituelle des vitesses, par exemple 6eme vitesse pour une boîte comprenant six rapports de marche avant, que la valeur du rapport de transmission du couple moteur du moteur à une roue du véhicule.
On comprendra par rapport engagé, dans tout le texte de ce document, le fait qu’un arbre primaire de la boîte de vitesses engrène un arbre secondaire de cette même boîte de vitesses via ce rapport engagé, et que l’embrayage fonctionnellement lié à cet arbre primaire présente un glissement égal ou inférieur à l’état de glissement de l’embrayage préalable.
En effet, le rapport le plus élevé engagé peut signifier non seulement que le véhicule roule à grande vitesse, mais qu’en plus le couple de motricité ou l’accélération du véhicule est susceptible d’évoluer lentement, ou au moins plus lentement que si un rapport inférieur était engagé, ce qui est un indice de stabilité future du point de fonctionnement du véhicule.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la détermination de l’état de stabilité du point de fonctionnement en cours du véhicule est fonction d’un historique des changements de rapports engagés précédents.
Par exemple, des changements successifs de rapports sur des périodes courtes ne présagent pas d’une stabilité du point de fonctionnement en cours du véhicule, alors que si un même rapport reste engagé pendant une période longue, cela présage d’une stabilité en cours et donc future.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le véhicule comprend un système de navigation programmable comprenant une carte routière, la détermination de l’état de stabilité du point de fonctionnement en cours du véhicule étant fonction d’une information routière d’un trajet prévisible provenant du système de navigation programmable.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le trajet prévisible est un trajet programmé dans le système de navigation programmable.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le trajet prévisible est un trajet habituel incluant la position actuelle du véhicule.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’information routière est un type de voie empruntée par le véhicule.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’information routière est une distance et/ou un temps restant à parcourir sur ce type de voie.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’information routière est une information parmi un ensemble comprenant :
- un nombre d’intersections sur le trajet prévisible,
- une information sur l’état du trafic routier sur le trajet prévisible,
- un ralentissement et/ou une limitation de vitesse sur le trajet prévisible,
- une variation topographique du trajet prévisible.
Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, la boîte de vitesses robotisée est une boîte de vitesses à double embrayage, et l’embrayage étant ce double embrayage comprenant un premier embrayage propre à coupler un premier arbre primaire de la boîte de vitesses au moteur et un deuxième embrayage propre à coupler un deuxième arbre primaire de boîte de vitesses au moteur, ce procédé exécutant la deuxième étape pour le premier embrayage ou le deuxième embrayage, et simultanément à la deuxième étape, une troisième étape d’ouverture complète respectivement du deuxième embrayage ou du premier embrayage.
En effet, une telle boîte de vitesses, parfaitement connue de l’homme de l’art, nécessite plusieurs embrayages, notamment deux embrayages. Il est alors avantageux d’appliquer l’invention à chacun de ces embrayages. Plus précisément, chacun de ces deux embrayages transmet, à tour de rôle, le couple du moteur via un rapport de vitesse engagé différent. Chacun de ces deux embrayages est donc susceptible d’être placé en état de glissement préalable, à tour de rôle, alors que l’autre embrayage qui n’est pas en état de glissement préalable est actionné jusqu’à son point le léchage voire jusqu’à transmettre un très léger couple, toujours pour la même problématique de temps de réponse à un changement de rapport.
Dans cette configuration, tant que l’état de stabilité est vérifié, le procédé inhibe le glissement du premier embrayage préalable en le fermant complétement tout en ouvrant complètement le deuxième embrayage, ou inversement. Ainsi, ce procédé optimise la prise en compte de l’information de stabilité pour les deux embrayages, simultanément.
Dans le cadre de cette invention, et de la même façon que pour la boîte de vitesses à double embrayage, ce procédé est applicable aux boîtes de vitesses ayant plus de deux embrayages, comme par exemple les boîtes de vitesses automatiques à trains épicycloïdaux ou hypocycloïdaux à un ou plusieurs étages et utilisant plusieurs freins bloquant des pignons sur leur arbre porteur, une combinaison de frein actionné définissant un rapport de réduction. Ces freins sont assimilables à l’embrayage selon l’invention.
Enfin on notera que ce procédé s’applique avantageusement à un embrayage de type humide à commande hydraulique, mais ce n’est pas obligatoire et ce procédé peut s’appliquer de la même manière à un embrayage sec à commande électrique ou hydraulique, par exemple.
L’invention a également pour objet le dispositif de contrôle comprenant les moyens d’acquisition, de traitement par instructions logicielles stockées dans une mémoire ainsi que les moyens de commande requis à mise en œuvre du procédé tel que précédemment décrit.
L’invention a également pour objet un véhicule tel que précédemment décrit, et comprenant le dispositif de contrôle.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de boîte de vitesses de type double embrayage et couplée à un calculateur équipé d’un dispositif de contrôle selon l’invention,
illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en œuvre un exemple de procédé de contrôle selon l’invention,
illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un dispositif de contrôle selon l’invention.
est une reprise simplifiée de la de la demande de brevet FR-A1-3094052, illustrant l’art antérieur d’un exemple de cartographie définissant des zones et/ou limites de changement de rapport en fonction des points de fonctionnement du véhicule (% d’enfoncement d’une pédale d’accélérateur et vitesse v du véhicule). Les signes de référence y sont repris.
Il est à garder à l’esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention. En outre, dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées. Les références des éléments inchangés ou ayant la même fonction sont communes à toutes les figures, et les variantes de réalisation.
L’invention a notamment pour but de proposer un procédé de contrôle, et un dispositif de contrôle DC associé, destinés à permettre le contrôle du non placement dans un état de glissement d’un embrayage EMj d’un véhicule à boîte de vitesses BV robotisée.
Il est rappelé que l’on entend ici par « boîte de vitesses robotisée » aussi bien une boîte de vitesses manuelle pilotée (ou BVMP) qu’une boîte de vitesses à double embrayage (ou DCT) ou qu’une boîte de vitesses automatique (ou BVA).
On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout véhicule comprenant une boîte de vitesses robotisée couplée à un moteur, notamment un moteur à combustion interne dit conventionnellement moteur thermique MT, via un embrayage (simple ou double). Par conséquent, l’invention concerne au moins les véhicules terrestres (et notamment les voitures, les motocyclettes, les véhicules utilitaires, les cars (ou bus), les camions, les engins de voirie, les engins de chantier, les engins agricoles et les engins de manutention), et les véhicules maritimes (ou fluviaux).
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la boîte de vitesses robotisée BV est une boîte de vitesses à double embrayage (ou DCT). Mais il pourrait également s’agir d’une boîte de vitesses manuelle pilotée (ou BVMP) ou d’une boîte de vitesses automatique (ou BVA).
On a schématiquement illustré sur la un exemple non limitatif de boîte de vitesses BV robotisée (ici de type DCT) et couplée à un moteur thermique MT via un double embrayage EMj (j = 1 ou 2) comprenant un premier embrayage EM1 et un deuxième embrayage EM2, et à un dispositif de contrôle DC selon l’invention, au sein d’un véhicule (non représenté).
Le moteur thermique MT est chargé de fournir sur un vilebrequin VQ un couple moteur variable pour déplacer le véhicule. Un volant moteur VM est solidarisé au vilebrequin VQ. Ce volant moteur VM peut être un double volant amortisseur ou un volant simple d’inertie.
La boîte de vitesses BV est ici subdivisée en deux parties (ou demies-boîtes) PBj (j = 1 ou 2) comprenant chacune un arbre primaire APj couplé à son propre embrayage EMj, au moins un arbre secondaire ASm couplé à des roues motrices (non représentées), de préférence via un différentiel, et au moins un synchroniseur Sjn chargé de coupler les arbre secondaire ASm et arbre primaire APj associés via au moins un rapport n (n = 1 à N, N ≥ 2) de marche avant lors d’une phase de synchronisation suivie d’une phase de crabotage.
Chaque arbre primaire APj peut être couplé au volant moteur VM par l’embrayage EMj.
Chaque synchroniseur Sjn peut être actionné par un actionneur ACjn associé afin de synchroniser la vitesse d’un pignon fou PF avec celle de son arbre récepteur dans une phase de synchronisation, et pour coupler ce pignon fou PF à son arbre récepteur dans une phase de crabotage.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la , la boîte de vitesses BV comprend deux arbres secondaires ASm (m = 1 ou 2) qui font chacun partie des deux parties PBj et donc qui portent chacun au moins un synchroniseur S1a de la première partie PB1 et au moins un synchroniseur S2b de la seconde partie PB2. Mais d’autres agencements sont possibles dans le cas d’une boîte de vitesses DCT, dès lors que chaque partie (ou demie-boîte de vitesses) PBj comprend un arbre primaire et un ou plusieurs arbres secondaires, avec des synchroniseurs placés soit sur l’arbre primaire, soit sur un arbre secondaire.
Par ailleurs, dans l’exemple illustré non limitativement sur la , la boîte de vitesses BV offre sept rapports n de marche avant et un rapport de marche arrière. Plus précisément, la première partie PB1 (j = 1) offre les rapports R5, R6 et R7, tandis que la seconde partie PB2 (j = 2) offre les rapports R1, R2, R3 et R4.
De plus, dans l’exemple illustré non limitativement sur la , d’une part, le premier arbre secondaire AS1 (m = 1) porte un premier synchroniseur S11 (j = 1, a = 1) agissant sur les pignons fous des rapports impairs R1 et R3 et un deuxième synchroniseur S21 (j = 2, b = 1) agissant sur les pignons fous des rapports pairs R2 et R4, et, d’autre part, le second arbre secondaire AS2 (m = 2) porte un troisième synchroniseur S12 (j = 1, a = 2) agissant sur les pignons fous des rapports impairs R5 et R7 et un quatrième synchroniseur S22 (j = 2, b = 2) agissant sur le pignon fou du rapport pair R6. Mais, il ne s’agit que d’un exemple de réalisation. D’autres agencements sont en effet possibles, notamment selon le nombre de rapports offerts par chaque partie PBj.
Les embrayages EM1 et EM2 sont contrôlés respectivement par des actionneurs d’embrayage AE1 et AE2. Chacun d’entre eux (EMj) peut être placés par un calculateur CA (qui supervise le fonctionnement de la boîte de vitesses BV) dans un état de glissement. En fait, le calculateur CA transmet des instructions ou commandes aux actionneurs d’embrayage AEj pour faire varier leur pression en fonction des besoins, et notamment pour que l’un d’entre eux puisse être placé dans un état de glissement.
On comprendra que d’une manière générale la boîte de vitesses BV robotisée comprend au moins un arbre primaire APj et au moins un arbre secondaire ASm propres à instaurer ensemble N rapports de marche avant n, avec N ≥ 2, et l’embrayage EMj est propre à coupler un arbre primaire APj au volant moteur VM et à être placé dans un état de glissement.
Comme indiqué précédemment, l’invention propose notamment de mettre en œuvre un procédé destiné à permettre le contrôle du placement dans un état de non glissement de l’embrayage EMj.
Ce procédé peut être mis en œuvre au moyen du dispositif de contrôle DC selon l’invention, qui comprend au moins un processeur PR, par exemple de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)), et au moins une mémoire MD.
Dans l’exemple illustré non limitativement sur la , un dispositif d’assistance (à la conduite) DA fait partie du calculateur CA qui supervise le fonctionnement de la boîte de vitesses BV. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le dispositif de contrôle DC pourrait comprendre son propre calculateur et être couplé, directement ou indirectement, au calculateur CA. Par conséquent, le dispositif de contrôle DC peut être réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »). La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en œuvre par le processeur PR du dispositif de contrôle DC.
Ce dispositif de contrôle DC comprend une cartographie définissant N zones associées respectivement aux N rapports de marche avant pouvant être instaurés par la boîte de vitesses BV. Pour reprendre la terminologie de la demande de brevet FR-A1-3094052, ces « N zones » sont les N premières zones primaires ZP1nassociées respectivement auxdits N rapports, chaque première zone primaire ZP1nétant délimitée par des délimitations (« droite » et « gauche ») qui sont chacune définies par des points de fonctionnement du véhicule. On comprendra que tous les points de fonctionnement du véhicule qui sont compris dans une première zone primaire ZP1nsont associés à un même rapport (de marche avant).
Cette cartographie est illustrée en et est utilisée par le calculateur CA pour choisir le rapport n que doit instaurer la boîte de vitesses BV, en fonction du point de fonctionnement du véhicule en cours. On comprendra que chaque fois que le point de fonctionnement en cours du véhicule est contenu dans une première zone primaire ZP1nassociée à un rapport (de marche avant) n, c’est ce dernier (n) qui est instauré par la boîte de vitesses BV sur ordre du calculateur CA. Dans l’exemple de la , cette cartographie correspond à une boite de vitesses à 6 rapports de marche avant, mais de la même manière cette cartographie est adaptée par l’homme du métier pour une boîte de vitesses à 5, ou 7 ou tout autre nombre de rapports de marche avant. L’axe des abscisses est la vitesse v du véhicule, l’axe des ordonnées est la consigne de couple de motricité du véhicule, notamment le pourcentage % d’enfoncement d’une pédale d’accélérateur.
Par exemple, les données numériques définissant la cartographie peuvent être stockées dans le dispositif de contrôle DC (éventuellement dans la mémoire vive MD ou dans une autre mémoire de masse MM décrite plus loin).
Le procédé de contrôle, selon l’invention, comprend donc une étape d’élaboration d’une consigne de changement de rapport de la boîte de vitesses DCT ; BV en fonction du point de fonctionnement en cours du véhicule, lorsque ce point de fonctionnement en cours franchi la limite de la première zone primaire ZP1nassociée au rapport engagé en cours n. Ce procédé comprend en outre et une étape dans laquelle on (le processeur PR et la mémoire MD) impose(nt) le placement de l’embrayage EMj (ici de l’un des deux, et plus précisément de celui qui est couplé à la demie-boîte de vitesses PBj qui définit le rapport engagé n en cours d’utilisation) dans un état de glissement préalable à l’élaboration de la consigne du changement de rapport, par exemple :
- dès le démarrage du moteur thermique MT, l’anticipation est alors maximale et quasi permanente mais pas optimale du point de vue de la consommation d’énergie du moteur thermique MT,
- ou uniquement lorsque le point de fonctionnement en cours du véhicule se rapproche d’un changement de première zone primaire ZP1n, comme présenté dans le document de brevet FR-A1-3094052 déjà cité. Ce document associe des zones secondaires à chaque première zone primaire ZP1n,et lorsque le point de fonctionnement du véhicule est dans l’une de ces zones secondaires l’état de glissement préalable est activé.
Bien entendu, d’autre stratégies d’élaboration de l’état de glissement préalable sont envisageables sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
A cet effet, et d’une façon générale, on (le processeur PR et la mémoire MD) observe(nt) l’évolution du point de fonctionnement du véhicule en cours. Chaque prise de décision de placement dans un état de glissement est destinée à préparer un changement de rapport (montant ou descendant selon la configuration choisie) avant le changement de rapport et donc avant l’élaboration de la consigne de changement de rapport.
On notera également qu’en moyenne l’état de glissement préalable peut, par exemple, correspondre à une vitesse différentielle de rotation moyenne de part et d’autre de l’embrayage EMj de l’ordre de 20 tr/min, par exemple entre 5 et 100 tr/min. Mais il ne s’agit que d’une moyenne car la vitesse de rotation instantanée des disques de l’embrayage EMj dans l’état de glissement (préalable ou pas) peut varier temporellement.
Ainsi, le procédé de contrôle pour le véhicule comprenant :
- le moteur MT,
- la boîte de vitesses BV, DCT robotisée,
- l’embrayage EMj propre à coupler la boîte de vitesses BV au moteur MT,
- le dispositif de contrôle DC agencé de sorte à :
- élaborer la consigne de changement de rapport de la boîte de vitesses BV, DCT en fonction du point de fonctionnement en cours du véhicule,
- contrôler l’état de glissement de l’embrayage EMj préalablement à l’élaboration de la consigne du changement de rapport,
ce procédé comprend :
- une première étape 10 déterminant un état de stabilité du point de fonctionnement en cours du véhicule, et
- une deuxième étape 20 inhibant le glissement de l’embrayage EMj préalable tant que l’état de stabilité est vérifié.
Le procédé inhibe le glissement de l’embrayage EMj préalable par exemple en fermant complétement l’embrayage EMj, de sorte qu’il soit apte à transmettre son couple maximal transmissible.
On notera que l’état de stabilité est avantageusement une information binaire, par exemple vrai ou faux, ce qui sera décrit par la suite, mais cela peut être une information sous la forme d’un critère de stabilité quantifié qui, en fonction de sa valeur, au-dessus d’un seuil est équivalente à l’état vrai mais, selon sa valeur au-dessus de ce seuil, autorise ou non d’ignorer des informations indiquant un signe de non stabilité.
Par exemple, cette deuxième étape 20 est en outre conditionnée par un engagement du rapport de marche avant le plus élevé des rapports de la boîte de vitesses BV, DCT.
En effet, le rapport le plus élevé engagé peut signifier non seulement que le véhicule roule à grande vitesse, mais qu’en plus le couple de motricité ou l’accélération du véhicule est susceptible d’évoluer lentement, ou au moins plus lentement que si un rapport inférieur était engagé, ce qui est un indice de stabilité future du point de fonctionnement du véhicule.
Par exemple, la détermination de l’état de stabilité du point de fonctionnement en cours du véhicule est fonction d’un historique des changements de rapports précédents.
Notamment par exemple, s’il n’y a pas eu de changement de rapport depuis un certain temps, par exemple 15 minutes, alors l’état de stabilité est à l’état vrai. Avantageusement, on combinera ce temps avec la condition d’engagement du rapport de marche avant le plus élevé, ce qui donne un état de stabilité plus robuste.
D’autres informations peuvent contribuer à déterminer l’état de stabilité, et être prises indépendamment ou en combinaison avec les informations précédentes. Par exemple le profil de variation de la consigne de couple de motricité du véhicule en cours : si l’enfoncement de la pédale d’accélération est constant ou si ses variations sont très faibles depuis un certain temps par exemple 15 minute, alors l’état de stabilité est vrai. On notera qu’une forte variation de la consigne de couple de motricité provoque un changement de rapport, ainsi, de façon indirecte, l’historique des changements de rapports précédents prend en compte cette variation de la consigne de couple de motricité.
Une autre information est par exemple l’état actif d’un régulateur d’allure du véhicule, signifiant un état de stabilité vrai.
A contrario, un mode de conduite dit « sport », sélectionné par le conducteur et sélectionnant des points de fonctionnement du moteur thermique MT plus dynamiques, annulera l’état de stabilité qui passera alors à l’état faux. Cependant, comme explicité précédemment, l’état de stabilité peut être un critère de stabilité dont la valeur dépend du nombre d’informations ou de la nature de l’information présageant d’un état de stabilité.
Ainsi, par exemple, si :
- s’il n’y a pas eu de changement de rapport depuis un certain temps, par exemple 15 minutes, et
- le rapport de marche avant le plus élevé des rapports de la boîte de vitesses BV, DCT est engagé,
alors la sélection du mode dit « sport » peut être ignorée et l’état de stabilité reste vrai.
Bien d’autres combinaisons sont possibles, et notamment la valeur du critère de stabilité peut augmenter si le certain temps est plus long, par exemple 20 ou 30 minutes, et à l’inverse diminuer s’il est inférieur à 5 minutes.
On notera que, dans tout ce qui a été présenté précédemment, le procédé détermine l’état de stabilité en fonction d’informations passées ou en cours, en considérant que cela présage dans un futur proche d’une continuité de l’état de stabilité. Si cette continuité future de stabilité n’est pas présente, le procédé aura cependant inhibé l’état de glissement préalable et dans ce cas, si le point de fonctionnement du véhicule franchi la limite de l’une des premières zones primaires ZP1nalors le procédé opère un changement de rapport sans avoir préalablement mis l’embrayage EM1, EM2, dans l’état de glissement préalable : Le changement de rapport se fera, ais sera un peu plus long. Ce changement de rapport par exemple, repasse l’état de stabilité à faux, ou n’a pas d’action sur l’état de stabilité qui reste vrai mais la valeur de son critère est décrémentée.
Mais ce procédé peut utiliser des informations plus robustes sur la prédiction de l’état de stabilité, et notamment au moyen d’un système de navigation programmable GPS.
Ainsi, le véhicule comprend par exemple ce système de navigation programmable GPS, non illustré, comprenant une carte routière, la détermination de l’état de stabilité du point de fonctionnement en cours du véhicule étant fonction d’une information routière d’un trajet prévisible provenant du système de navigation programmable GPS.
Le trajet prévisible est par exemple un trajet programmé dans le système de navigation programmable GPS, auquel cas il est pertinent de présupposer que le véhicule va suivre cet itinéraire.
En variante, le trajet prévisible est un trajet habituel incluant la position actuelle du véhicule. Autrement dit, le système de navigation comprend un moyen de reconnaissance de trajet, par exemple en fonction de l’heure et ou de la date du point de départ, et la position du point de départ. Un trajet habituel sera par exemple un trajet répétitif chaque jour du domicile au lieu de travail.
Par exemple, l’information routière est un type de voie empruntée par le véhicule, et en particulier si cette voie est du type voie rapide, comme les autoroutes par exemples : l’homme du métier sait bien que sur ce type de voies, les changements de rapports sont beaucoup moins fréquents.
Plus précisément, l’information routière est par exemple une distance et/ou un temps restant à parcourir sur ce type de voie.
On peut citer d’autres exemples d’information routière comme :
- un nombre d’intersections sur le trajet prévisible, ainsi s’il y a peu ou pas d’intersections cela va en faveur d’un état stable,
- une information sur l’état du trafic routier sur le trajet prévisible, soit par exemple via des données statistiques mémorisées par le système de navigation, soit des données en temps réel que le système de navigation est apte à collecter via par exemple un réseau satellite ou par ondes radio,
- un ralentissement et/ou une limitation de vitesse sur le trajet prévisible, par exemple des limitations de vitesse réglementaires ou une série de virages impliquant des changements de rapports probables,
- une variation topographique du trajet prévisible, par exemple une voie parfaitement horizontale présagera d’un état stable alors qu’une montée ou descente à venir présagera l’inverse.
Ce ne sont que quelques exemples, et d’autres informations peuvent être prises en compte par le procédé, comme la reconnaissance du conducteur, des conditions climatiques, la présence d’un système de télépéage grande vitesse, d’une remorque, du poids du véhicule, d’un état de fatigue du conducteur, de l’activation ou non de systèmes d’aide à la conduite notamment le régulateur d’allure.
Ce procédé s’applique à la boîte de vitesses à double embrayage DCT, l’embrayage EMj étant ce double embrayage comprenant le premier embrayage EM1 propre à coupler le premier arbre primaire AP1 de boîte de vitesses DCT au moteur MT et le deuxième embrayage EM2 propre à coupler le deuxième arbre primaire AP2 de boîte de vitesses DCT au moteur MT, ce procédé exécutant la deuxième étape 20 pour le premier embrayage EM1 ou le deuxième embrayage EM2, et simultanément à la deuxième étape 20, une troisième étape 30 d’ouverture complète respectivement du deuxième embrayage EM2 ou du premier embrayage EM1.
Chacun de ces deux embrayages EM1, EM2 transmet, à tour de rôle, le couple du moteur MT via un rapport de vitesse engagé différent. Par exemple si le premier embrayage EM1 correspond au rapport engagé, il est par exemple placé en état de glissement préalable alors que le deuxième embrayage EM2 est actionné jusqu’à son point le léchage voire jusqu’à transmettre un très léger couple mais sans rapport avec le couple transmis par le premier embrayage EM1, toujours pour la même problématique de temps de réponse à un changement de rapport que ce soit pour le premier ou deuxième embrayage EM1, EM2.
Dans cette configuration, tant que l’état de stabilité est vrai, le procédé inhibe le glissement du premier embrayage EM1 préalable tout en ouvrant complètement le deuxième embrayage EM2. Ainsi, ce procédé optimise la prise en compte de l’information de stabilité pour les deux embrayages, simultanément. Ce procédé, et notamment cette troisième étape 30, évite au deuxième embrayage EM2, ou à tout autre embrayage ne transmettant pas le couple de traction, des frottements inutiles qui sont consommateur d’énergie.
On comprendra bien sûr par embrayage ouvert, l’état d’un embrayage opposé à l’état entièrement fermé et au-delà de son point de léchage, tel qu’il ne puisse plus transmettre le moindre couple.
On notera également que l’invention propose aussi un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR, est propre à mettre en œuvre le procédé de contrôle décrit ci-avant pour contrôler le placement de l’embrayage EMj dans un état de glissement ou de non glissement.
On notera également que sur la le dispositif de contrôle DC est très schématiquement illustré avec seulement sa mémoire vive MD et son processeur PR qui peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique. Mais, comme illustré non limitativement sur la , le dispositif de contrôle DC peut aussi comprendre une mémoire de masse MM, notamment pour le stockage des cartographies, de points de fonctionnements successifs et des données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par ailleurs, ce dispositif de contrôle DC peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception d’au moins les points de fonctionnements et/ou les informations provenant du système de navigation GPS pour les utiliser dans des calculs ou traitements, éventuellement après les avoir mises en forme et/ou démodulées et/ou amplifiées, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR’. De plus, ce dispositif de contrôle DC peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour la transmission des instructions (ou commandes) qu’il génère suite à ses prises de décision.
On notera également qu’une ou plusieurs étapes du procédé de contrôle peuvent être effectuées par des composants différents. Ainsi, le procédé de contrôle peut-être mis en œuvre par une pluralité de processeurs de signal numérique, mémoire vive, mémoire de masse, interface d’entrée, interface de sortie.
Outre la réduction de la consommation de carburant, l’invention permet une réduction de l’usure de l’embrayage, notamment du fait d’une moindre dégradation thermique résultant d’une moindre dissipation thermique, et une amélioration de la durée de vie de l’huile de l’embrayage, notamment du fait de la réduction du nombre de montées en température de l’huile résultant de cette moindre dissipation thermique.

Claims (10)

  1. Procédé de contrôle pour un véhicule comprenant :
    - un moteur (MT),
    - une boîte de vitesses (BV) robotisée,
    - un embrayage (EMj) propre à coupler la boîte de vitesses (BV) au moteur (MT),
    - un dispositif de contrôle agencé de sorte à :
    - élaborer une consigne de changement de rapport de la boîte de vitesses (BV) en fonction d’un point de fonctionnement en cours du véhicule,
    - contrôler un état de glissement de l’embrayage (EMj) préalablement à l’élaboration de la consigne du changement de rapport,
    caractérisé en ce qu’il comprend :
    - une première étape (10) déterminant un état de stabilité du point de fonctionnement en cours du véhicule,
    - une deuxième étape (20) inhibant le glissement de l’embrayage (EMj) préalable tant que l’état de stabilité est vérifié.
  2. Procédé selon la revendication 1, cette deuxième étape (20) étant en outre conditionnée par un engagement du rapport de marche avant le plus élevé des rapports de la boîte de vitesses (BV).
  3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, la détermination de l’état de stabilité du point de fonctionnement en cours du véhicule étant fonction d’un historique des changements de rapports précédents.
  4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, le véhicule comprenant un système de navigation programmable comprenant une carte routière, la détermination de l’état de stabilité du point de fonctionnement en cours du véhicule étant fonction d’une information routière d’un trajet prévisible provenant du système de navigation programmable.
  5. Procédé selon la revendication 4, le trajet prévisible étant un trajet programmé dans le système de navigation programmable.
  6. Procédé selon la revendication 4, le trajet prévisible étant un trajet habituel incluant la position actuelle du véhicule.
  7. Procédé selon l’une des revendications 4 à 6, l’information routière étant un type de voie empruntée par le véhicule.
  8. Procédé selon la revendication 7, l’information routière étant une distance et/ou un temps restant à parcourir sur ce type de voie.
  9. Procédé selon l’une des revendications 4 à 8, l’information routière étant une information parmi un ensemble comprenant :
    - un nombre d’intersections sur le trajet prévisible,
    - une information sur l’état du trafic routier sur le trajet prévisible, (statistique ou réseau)
    - un ralentissement et/ou une limitation de vitesse sur le trajet prévisible, (réglementaire ou virages)
    - une variation topographique du trajet prévisible,
  10. Procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes, la boîte de vitesses robotisée (BV) étant une boîte de vitesses à double embrayage (DCT), et l’embrayage (EMj) étant ce double embrayage comprenant un premier embrayage (EM1) propre à coupler un premier arbre primaire (AP1) de boîte de vitesses (BV) au moteur (MT) et un deuxième embrayage (EM2) propre à coupler un deuxième arbre primaire (AP2) de boîte de vitesses (BV) au moteur (MT), ce procédé exécutant la deuxième étape (20) pour le premier embrayage (EM1) ou le deuxième embrayage (EM2), et simultanément à la deuxième étape (20), une troisième étape (30) d’ouverture complète respectivement du deuxième embrayage (EM2) ou du premier embrayage (EM1).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19937716C1 (de) * 1999-08-10 2000-11-30 Daimler Chrysler Ag Doppelkupplungs-Mehrganggetriebe
EP1321329A2 (fr) * 2001-12-21 2003-06-25 ZF Sachs AG Véhicule automobile avec boíte de vitesse à embrayage double et à rapports multiples
FR3094052A1 (fr) 2019-03-22 2020-09-25 Psa Automobiles Sa Procédé et dispositif de contrôle du placement dans l’état de glissement d’un embrayage d’un véhicule à boîte de vitesses robotisée

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