Brevet FR2646128A1 — publié le 19901026

Dispositif pour l'actionnement automatique d'un embrayage L'invention concerne un dispositif pour l'actionnement automatique d'un embrayage de démarrage et de changement de vitesses disposé dans le trajet de transmission de couple entre le moteur et la boîte de vitesses d'un véhicule automobile, dont l'organe d'actionnement peut être déplacé par un moyen d'entraînement asservissable entre une position de débrayage et une position d'embrayage, une unité de commande à programme surveillant au moins le régime moteur et le régime d'entrée de boîte ainsi que le début et la fin d'une opération de changement de vitesse, par l'intermédiaire d'un contact de levier de changement de vitesses, et asservissant le moyen d'entraînement. On connaît, par exemple, un tel dispositif pour l'actionnement automatique d'un embrayage par la demande de brevet allemand DE-A 3 214 494. Ce document décrit un dispositif qui réalise le processus d'embrayage sans à-coups tant au démarrage que lors d'un changement de vitesse. Il est prévu de mettre rapidement le régime moteur au niveau du régime d'entrée de boîte lorsque le régime moteur est supérieur au régime d'entrée de boîte, et une mise à niveau relativement plus lente lorsque le régime moteur est inférieur au régime d'entrée de boîte. Habituellement, lors d'une rétrogradation, on relâche plus ou moins la pédale d'accélération, de sorte que, lors du réembrayage, le régime moteur est inférieur au régime d'entrée de boîte. Or, le processus d'embrayage plus lent, prévu par l'état de la technique pour la rétrogradation, ne tient pas suffisamment compte, dans toutes les situations, des besoins du conducteur ou des autres conditions données. L'invention a pour but de produire, lors de rétrogradations, un compor- tement d'embrayage qui soit mieux adapté à la situation respective. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que l'unité de commande à programme, qui asservit le moyen d'entraînement en fonction de dispositifs pour détecter le régime moteur, le régime d'entrée de boîte ainsi que le dé- but et la fin d'une opération de changement de vitesse de la boîte de vitesses, surveille le rapport du régime d'entrée de boîte au régime moteur et asservit le moyen d'entraînement, pour le processus d'embrayage à la suite d'une rétro- gradation, en présence d'un rapport initial du régime d'entrée de boîte au régime moteur supérieur ou égal à un, de telle sorte que le régime moteur augmente avec une vitesse de modification sensiblement constante au cours du processus d'embrayage, l'unité de commande à programme sélectionnant la 2 - valeur de la vitesse de modification en fonction d'un paramètre représentatif du rapport du régime d'entrée de boîte au régime moteur. La valeur de la vitesse de modification, c'est-à-dire de l'augmentation, dans le temps, du régime moteur, est donc maintenue sensiblement constante, lors de chaque processus d'embrayage, tandis que la valeur de l'augmentation est modifiée en fonction du rapport du régime d'entrée de boîte au régime moteur. Il est ainsi possible, lors de la rétrogradation, de faire face à des rapports de régimes de valeurs différentes par un processus d'embrayage adapté. Avec la conception connue prévoyant un processus d'embrayage plus lent, il pouvait, d'une part, se produire, en présence d'un régime d'entrée de boîte très élevé, une augmentation indésirable de la température dans l'embrayage et d'autre part, avec le même réglage, un à-coup désagréable pouvait se produire en présence d'un régime d'entrée de boîte très faible. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, il est avantageux que la valeur de l'augmentation, dans le temps, du régime moteur soit choisie plus grande en présence de valeurs plus grandes du rapport du régime d'entrée de boite au régime moteur, qu'en présence de valeurs plus petites. De cette manière, lors de la rétrogadation à partir de bas régimes d'entrée de boîte, on produit un processus d'embrayage en douceur qui, lors, par exemple, d'une conduite sur chaussée lisse, assure que l'adhérence des roues ne soit pas interrompue. Par ailleurs, lors d'une rétrogradation intentionnelle à partir de régimes élevés d'entrée de boîte, le conducteur peut bénéficier d'un ralentissement important -et l'on peut supposer que ce comportement de freinage du véhicule est attendu par le conducteur. Selon une autre caractéristique supplémentaire de l'invention, il est avantageux que l'unité de commande à programme surveille aussi les freins et que, lors d'une rétrogradation accompagnée d'un signal de freins, elle modifie l'augmentation, dans le temps, du régime moteur à des valeurs plus faibles. On tient ainsi compte de la situation qui se produit lorsque les freins du véhicule sont simultanément actionné pendant la rétrogradation. Dans un tel cas, on peut supposer que le conducteur veut freiner son véhicule d'une manière prépondérante, à l'aide de ses freins, et non par une part de freinage supplémentaire importante apportée par l'accélération du régime moteur. L'exposé qui suit décrit plus en détails l'invention à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur le dessin annexé, dans lequel: la figure 1 est une représentation schématique d'un actionnement automatique d'embrayage av-c un dispositif pour agir sur la modification, -3- dans le temps, du régime moteur, lors de la rétrogradation, en fonction du régime d'entrée de la boîte de vitesses; et la figure 2 représente, en fonction du temps, l'évolution du régime et du ralentissement avant, pendant et après le processus d'embrayage. La figure I représente la chaîne d'entraînement et de transmission d'un véhicule automobile, avec un moteur 1, un embrayage conventionnel 2 à fric- tion, une boîte de vitesses 5 et un entraînement d'essieu 7. L'embrayage à friction 2 est maintenu en position de transmission par un dispositif élastique non détaillé et il est débrayé ou embrayé par un moyen d'entraînement 4, par l'intermédiaire d'un organe d'actionnement 3:. D'une manière conventionnelle, le moyen d'entraînement 4 comprend un moteur électrique qui est asservi par une unité de commande à programme 10. L'unité 10 est également reliée à des capteurs de régime. Le capteur de régime 8 transmet à l'unité 10 un si- gnal correspondant au régime du moteur 1, et le capteur de régime 9 trans- met un signal corespondant au régime d'entrée de la boîte de vitesses 5. A la place du capteur de régime' 9 disposé à l'entrée de la boîte de vitesses 5, on peut aussi prévoir un capteur de vitesse 15 à la sortie de la boîte de vitesses , ces signaux étant traités conjointement avec les signaux déterminant les rapports de boîte dans l'unité de commande à programme 10, pour obtenir un signal qui correspond au régime d'entrée de la boîte de vitesses 5. La boîte de vitesses 5 présente, également, un levier de changement de vitesses 6 ainsi qu'un contact Il de levier de changement de vitesses, contact qui est lui-aussi relié à l'unité de commande à programme 10. Comme on le verra également plus loin sur les diagrammes, le régime moteur est désigné nM, et le régime d'entrée de boîte de vitesses nG. La figure 1 montre, également, une pédale de frein 12 avec un cylindre de frein 13; un capteur de pression 14 est disposé sur le cylindre de frein, capteur qui délivre lui-aussi un signal à l'unité de commande à programme 10. Le principe de commande d'une opération de rétrogradation est le sui- vant. Pour amorcer l'opération de changement de vitesse, le conducteur actionne le levier de changement de vitesses 6, de sorte qu'un signal est fourni par le contact 11 de levier de changement de vitesse à l'unité de commande à programme 10, à la suite de quoi cette dernière débraye rapi- dement l'embrayage à friction 2. Lors de la rétrogradation, la pédale d'accélération est habituellement relâchée, de sorte que le capteur de régime 8 signale un régime moteur bas donné, qui se situe normalement dans la plage du régime de ralenti. Si le conducteur continue à actionner le levier de chan- -4- gement de vitesses 6 et enclenche un rapport de boîte inférieur, le capteur de régime 9 détecte un régime d'entrée de boîte supérieur donné, qui dépend de la vitesse de marche du véhicule et du rapport enclenché correspondant. A partir du signal de régime moteur et du signal de régime d'entrée de boîte, l'unité de commande à programme 10 détermine d'abord si le régime moteur est égal ou inférieur au régime d'entrée de boîte. Si elle constate que le rapport du régime de boîte au régime moteur supérieur ou égal à un, elle sélectionne, pour le processus d'embrayage, une valeur donnée pour la modifi- cation, dans le temps, du régime du moteur et elle asservit, ensuite, l'em- brayage à friction 2 vers l'état embrayé. La figure 2 reproduit plusieurs courbes caractéristiques (respectivement A, B, C et a, b, c) en fonction de l'axe de temps t, les courbes, désignées par des majuscules, reproduisant l'évolution du régime et celles, désignées par des minuscules, l'évolution du ralentissement du véhicule. Sur l'axe de temps, on commence en tO à l'état débrayé de l'embrayage à friction. Pour les courbes A, B et C, on part, dans le présent cas, d'un régime nM qui correspond appro- ximativement au régime de ralenti. Dans l'intervalle de temps entre tO0 et tl, le conducteur enclenche un rapport de boîte, de sorte que l'unité de commande à programme 10 détermine, par l'intermédiaire du capteur de régi- me 9, le régime d'entrée de boîte qui s'établit alors. Ce régime se situe, par exemple, conformément à nG2, dans une plage moyenne. L'unité de commande à programme 10 calcule maintenant une modification donnée, dans le temps, de l'augmentation du régime moteur nM, et elle commence en t1 le processus d'embrayage. Le processus d'embrayage est terminé en t2 et, dans l'interval- le, le régime moteur augmente sensiblement uniformément jusqu'à la valeur nG2, conformément à la courbe B. Une fois le processus d'embrayage terminé, à partir du point t2, l'embrayage à friction est totalement embrayé et l'ensemble de la chaîne d'entraînement et de transmission est rigidement reliée. La courbe de ralentissement correspondante est représentée sur le diagramme du bas, il s'agit ici de la courbe b. En supposant qu'à l'état dé- brayé de l'embrayage à friction, soit entre les points tO0 et t1, il n'y a eu sensiblement ni accélération ni ralentissement, l'augmentation du ralentis- sement du véhicule commence donc en tl, avec le début du processus d'embrayage; la valeur de ralentissement atteint un maximum entre t1 et t2, puis elle retombe, une fois l'embrayage totalement embrayé, à une valeur légèrement inférieure. Ce comportement résulte du fait que, pendant le processus d'embrayage, il faut non seulement vaincre la puissance de friction -5-_ du moteur, mais, encore, fournir cde la puissance pour son accélération. Si l'unité de commande à programme 10 détecte, avant le processus d'embrayage, un régime d'entrée de boîte plus élevé, conformément à nGl, elle sélectionne alors une vitesse d'embrayage plus élevée, de sorte' que l'augmentation, dans le temps, du régime du moteur présente une valeur plus élevée. La courbe correspondante A présente donc une pente plus raide entre t1 et t2. Pendant ce processus d'embrayage, un ralentissement plus important est exercé sur le véhicule et le conducteur, attendu qu'une différence de régi- me plus grande est rattrapée pendant sensiblement le même intervalle de Io temps que précédemment. Ce comportement est souhaité, car on peut suppo- ser que le conducteur rétrograde consciemment à des régimes élevés, et attend donc un ralentissement plus important du véhicule. Les courbes C et c représentent le comportement en présence d'une fai- ble différence entre le régime moteur et le régime d'entrée de boîte. Ce com- portement est souhaité, soit si le conducteur ne relâche pas à fond la pédale d'accélération pendant l'opération de rétrogradation, soit s'il la relâche et qu'il rétrograde à des vitesses très faibles. Cette situation peut, notamment, se présenter sur une surface de chaussée lisse, de sorte qu'on obtient un pro- cessus d'embrayage plus doux, qui n'interrompt pas l'adhérence au sol des roues. L'unité de commande à programme 10 peut également surveiller, outre le régime moteur et le régime d'entrée de boîte, le système de freinage du véhicule, par exemple par le fait que le cylindre de frein 13 est interrogé à l'aide d'un capteur de pression 14 pour savoir si le conducteur freine simultanément pendant la rétrogradation. Dans un tel cas, il est souhaitable que, pendant le processus d'embrayage accompagné d'un freinage, le processus d'embrayage se déroule en douceur, car le conducteur souhaite, avant tout, freiner d'une manière fiable le véhicule par le dosage des freins. Dans ce cas, un freinage supplémentaire puissant apporté par l'accélération du moteur n'est pas souhaitable. C'est pourquoi, en présence d'un signal de freins, l'unité de commande à programme 10 règle la modification dans le temps du régime du moteur à une valeur inférieure à celle qui est nécesaire en fonction uniquement du rapport de régime entre le moteur et l'entrée de boîte. Le cap- teur de pression 14 peut être conçu comme simple capteur de valeur de seuil, qui indique uniquement la présence d'un actionnement des freins, ou bien il peut délivrer un signal analogique, à partir duquel on peut déterminer la puissance de l'actionnement des freins et modifier le processus d'embrayage en conséquence. 7 - REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'actionnement automatique d'un embrayage de démarrage et de changement de vitesses (2) disposé dans le trajet de transmission de couple entre le moteur (1) et la boîte de vitesses (5) d'un véhicule automobile, dont l'organe d'actionnement (3) peut être déplacé par un moyen d'entraînement asservissable (4) entre une position de débrayage et une position d'embrayage, avec des dispositifs (8, 9, Il, 15) détectant le régime moteur (nM), le régime d'entrée de boîte de vitesses (nG) ainsi que le début et la fin d'une opération de changement de vitesse de la boîte de vitesses (5), et avec une unité de commande à programme (10) asservissant le moyen d'entraînement (4) en fonction des dispositifs précités (8, 9, 11, 15), c a r a c t é r i s é en ce que l'unité de commande à programme (10) surveille le rapport du régime d'entrée de boîte (nG) au régime moteur (nM) et asservit le moyen d'entraînement (4), pour le processus d'embrayage à la suite d'une opération de rétrogradation de la boîte de vitesses (5), en présence d'un rapport initial du régime d'entrée de boîte (nG) au régime moteur (nM) supérieur ou égal à un, de telle sorte que le régime moteur (nM) augmente avec une vitesse de modification sensiblement constante au cours du processus d'embrayage, l'unité de commande à programme (10) sélectionnant la valeur de la vitesse de modification en fonction d'un paramètre représentatif du rapport du régime d'entrée de boîte (nG) au régime moteur (nM). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de commande à programme (10) sélectionne la valeur de la vitesse de modification du régime moteur (nM) en fonction de la valeur du régime d'entrée de boîte (nG) au début du processus d'embrayage. 3. Dispositif selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que l'unité de commande à programme (10) associei à des valeurs plus grandes du rapport du régime d'entrée de boîte (nG) au régime moteur (nM), des valeurs plus grandes de la vitesse de modification du régime moteur (nM) que pour des valeurs plus petites du rapport de régimes. 4. Dispositif selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que l'unité de commande à programme (10) réagit à un dispositif (14) détectant l'actionnement des freins du véhicule (12, 13) et, en cas d'actionnement des freins du véhicule (12, 13), sélectionne une vitesse de modification du régime moteur (nM) plus petite qu'en l'absence d'actionnement des freins du véhicule (12, 13).