Brevet FR2774955A1 — publié le 19990820

I La présente invention a trait à. des systèmes de commande d'embrayages et en particulier à des systèmes de commande d'embrayages pour la commande automatique de l'enclenchement et du désenclenchement d'un embrayage à friction dans la chaîne motrice entre un moteur du véhicule et une boite de vitesses. Avec des systèmes classiques de transmission manuelle, le démarrage d'un véhicule pose un problème de coordination au conducteur en nécessitant le desserrage progressif du frein de parcage alors que simultanément la vitesse du moteur augmente, et que l'embrayage est enclenché pour délivrer un couple croissant d'entraînement à la transmission. Le fait de faire démarrer un véhicule de ce type sur une pente et d'empêcher le véhicule de descendre cette pente requiert une habileté considérable de la part du conducteur et impose que le conducteur soit familier des caractéristiques du moteur, de l'embrayage et du frein de parcage du véhicule et qu'il tienne compte de la pente et de la charge du véhicule. Pour des véhicules comportant des transmissions automatiques, qui utilisent unr. convertisseur de couple intercalé entre le moteur et la boîte de vitesses automatique, il n'existe aucune pédale d'embrayage de sorte que les exigences du conducteur lors du démarrage du véhicule sur une pente sont moins sévères. Les caractéristiques du convertisseur de couple sont telles que, pour une vitesse de ralenti du moteur alors que le véhicule est à l'arrêt, un faible couple est transmis par le moteur à la boite de vitesse lorsque le rapport de transmission approprié pour le démarrage à partir de l'arrêt est engagé. Ce couple, amplifié par la transmission et délivré aux roues motrices, est suffisant pour vaincre le frottement de roulement statique du véhicule. Il en résulte que, lorsque le frein de parcage est desserré, le véhicule est déplacé dans la direction déterminée par le levier de commande de transmission, si le véhicule est un plan horizontal ou sur une légère pente. Ce comportement est désigné sous le terme "rampement". Pour déplacer le véhicule sur une pente plus importante sans que le véhicule recule, il suffit que le conducteur accélère le moteur et desserre le frein de parcage. Pourvu que le moteur ait été accéléré pour délivrer un couple suffisant pour vaincre le frottement statique et les forces de pesanteur, avant que le frein soit desserré, le véhicule se déplace sans reculer. Le fait de prévoir le rampement rend relativement simple, pour le conducteur, la commande du démarrage de la position arrêtée sur du plat ou sur une légère pente. Le véhicule est entraîné par réglage du levier de commande de la transmission et libération de la pédale de frein. L'accélération ultérieure est commandée par la pédale d'accélérateur. Avec des systèmes de transmission du type auquel s'adresse la présente invention, par exemple du type décrit dans les brevets européens N 0038113; 0043660; 0059035 et 0101220, le système de commande d'embrayage peut par exemple comporter une unité de commande électronique qui commande l'activation initiale de l'embrayage lors du démarrage du véhicule, le réenclenchement de l'embrayage intervenant après chaque changement de rapport, le désenclenchement de l'embrayage étant exécuté pour modifier le rapport présent dans la boîte de vitesses et le désenclenchement de l'embrayage lorsqu'on arrête le véhicule, le niveau d'enclenchement de l'embrayage lors du départ ou du démarrage du véhicule étant commandé en réponse à un signal d'erreur de vitesse du moteur dérivé d'une comparaison de la vitesse actuelle du moteur et d'un signal de vitesse de référence produit par l'unité de commande. Les systèmes de transmission de ce type ne comportent habituellement aucun système de rampement. Bien qu'un convertisseur de couple soit à même de délivrer d'une manière infinie un faible couple à la transmission du véhicule, alors que le véhicule reste à l'arrêt, un embrayage à friction automatisé tel qu'il est utilisé dans des systèmes de transmission du type auquel la présente invention s'applique, ne convient pas pour fonctionner de façon similaire sans accumulation d'une usure inadmissible. Avec des-véhicules comportant des systèmes de transmission de ce type, le démarrage à l'arrêt sur une pente en utilisant la pédale de frein et facultativement le frein de parcage, l'action de freinage cesse lorsque le pied du conducteur passe de la pédale de frein à la pédale d'accélérateur et que le frein de parcage a été desserré. Il existe un retard lorsque le pied du conducteur passe de la pédale de frein à la pédale d'accélérateur, et un autre retard après que la pédale d'accélérateur a été enfoncée et avant que la vitesse du moteur augmente et en réponse à cette vitesse croissante, l'embrayage s'enclenche de manière à délivrer le couple à la transmission pour déplacer le véhicule. Pendant cette période de retard, le véhicule a tendance à descendre la pente jusqu'à ce que le conducteur commande le déplacement du véhicule avec le frein de parcage. Des conducteurs répugnent à utiliser le frein de parcage dans ces conditions étant donné que son utilisation implique une grande habileté et qu'il existe un risque que le conducteur laisse le véhicule redescendre la pente ou emballe le moteur. C'est pourquoi il serait avantageux, dans des systèmes de transmission de ce type, de délivrer un niveau de couple équivalent au couple de rampement normalement délivré par un convertisseur de couple d'un système de transmission automatique, lorsque le couple de braquage cesse d'être disponible. Une fois que l'embrayage est venu dans une position dans laquelle un faible couple est transmis, seul un faible déplacement supplémentaire de l'embrayage est requis pour accroître le couple jusqu'à un niveau o le véhicule peut être déplacé sur une pente. Selon un aspect de la présente invention, il est prévu un système de commande d'embrayage pour un véhicule automobile comportant un moteur, une boîte de vitesses possédant une pluralité de rapports de marche et des moyens de sélection de vitesse, et dans lequel le moteur est relié selon une liaison motrice à la boîte de vitesses par un embrayage à friction, le système de commande de l'embrayage commande automatiquement l'enclenchement et le désenclenchement de l'embrayage en synchronisme avec l'actionnement des moyens de sélection de vitesse pour modifier les rapports d'entraînement de la boîte de vitesses, le système de commande d'embrayage comprenant un capteur de la vitesse du moteur, un capteur de la vitesse du véhicule, un capteur de sélection du rapport de transmission et un capteur de desserrage du frein pour détecter le desserrage d'un frein du véhicule, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour enclencher partiellement l'embrayage lors du desserrage des freins lorsque, avant le desserrage des freins, le véhicule est sensiblement à l'arrêt alors que les freins sont serrés, qu'un rapport de transmission est sélectionné et que la vitesse du moteur est inférieure à une valeur prédéterminée. Conformément à la présente invention, lors de la sélection d'un rapport de transmission et du desserrage du frein, l'embrayage s'enclenche partiellement et délivre aux roues motrices du véhicule un couple qui est suffisant pour vaincre le frottement de roulement statique du véhicule. Ceci tend à maintenir le véhicule sur la pente jusqu'à ce que le moteur soit accéléré pour accroître la vitesse du moteur et l'enclenchement de l'embrayage à un degré pour lequel un couple suffisant est envoyé aux roues- motrices du véhicule, de sorte que le véhicule démarre. Avec un tel agencement, la possibilité qu'a le conducteur de déplacer le véhicule sur une pente est fortement améliorée en raison du système de rampement qui anticipe l'action initiale de commande d'enclenchement lors de l'accroissement du couple d'embrayage pour l'amener au niveau du couple de rampement. Pour protéger l'embrayage vis-à-vis d'une usure excessive, le système de commande de l'embrayage ramène de préférence l'embrayage dans une position dans laquelle aucun couple n'est transmis si le niveau du couple déterminé par la commande d'activation n'a pas dépassé le couple de rampement au bout d'un intervalle de temps spécifié, par exemple quatre secondes après que l'action de freinage a cessé. Des aspects préférés, mais non limitatifs du système de commande selon l'invention sont les suivants: - le capteur de la vitesse du moteur produit un signal de vitesse du moteur, qui est variable avec la vitesse du moteur, le système de commande incluant un générateur de signal de référence servant à produire un signal de référence, des moyens comparateurs pour comparer le signal de vitesse du moteur au signal de référence pour produire un signal de commande, des moyens d'activation de l'embrayage pour commander l'état d'enclenchement de l'embrayage et une unité de commande sensible au signal de commande pour actionner les moyens d'activation pour rendre le signal de référence et le signal de vitesse du moteur égaux entre eux; - le capteur de desserrage des freins agit sur une pédale de frein et/ou sur un levier du frein de parcage; - l'enclenchement de l'embrayage fournit un couple suffisant pour vaincre le frottement de roulement du véhicule; - le système de commande prend en compte le rapport de transmission actuel pour déterminer le niveau de l'enclenchement de l'embrayage devant être transmis par une ou plusieurs roues motrices pour vaincre le frottement de roulement du véhicule; - l'enclenchement complet de l'embrayage est commandé en fonction de la vitesse du moteur, l'enclenchement partiel de l'embrayage après suppression de la force de freinage étant terminé si le niveau du couple déterminé par la commande normale d'activation du système de commande de l'embrayage ne dépasse pas le couple fourni par l'enclenchement préalable partiel, pendant une période de temporisation prédéterminée; - la période de cadencement est comprise entre une demi-seconde et quatre secondes à partir de la cessation de la force de freinage; - ledit système comprend un capteur du papillon des gaz, le système de commande étant agencé de manière à désenclencher immédiatement l'embrayage après cessation de l'action de freinage, si la pédale d'accélérateur n'est pas enfoncée et si la vitesse du moteur tombe au- dessous d'une vitesse de seuil; - la vitesse de seuil est inférieure à la vitesse de ralenti du moteur lorsque l'embrayage est totalement désenclenché; - ledit enclenchement et ledit désenclenchement de l'embrayage sont commandés au moyen d'un actionneur hydraulique, d'un actionneur pneumatique ou d'un actionneur électrique. On va maintenant décrire, uniquement à titre d'exemple, une forme de réalisation de l'invention en référence aux dessins annexés qui représentent, sous une forme schématique, l'agencement général du système de commande d'embrayage conformément à.la présente invention. Comme cela est représenté sur le dessin, un moteur 10 est couplé par l'intermédiaire d'un embrayage à friction 11 à une boite de vitesses 12 par l'intermédiaire d'un arbre d'entrée 13 de la boite de vitesses. Dans l'exemple décrit, le carburant est envoyé au moteur 10 par un système électronique ou mécanique d'injection de carburant qui peut comporter un papillon des gaz 15. L'embrayage 11 est actionné par une fourche de libération 16 qui est actionné par un cylindre récepteur 17. La boite de vitesses 12 est commandée par un levier 18 de sélection du rapport de transmission, qui est raccordé à la boîte de vitesses 12 par une tringlerie de sélection 19 et qui comporte des moyens 20 de commutation de détection de charge servant à détecter des forces appliquées au levier 18 par le conducteur et produire un signal indiquant une intention de changer de vitesse. Sinon, la boîte de vitesses 12 peut être commandée par un mécanisme de sélection automatique de vitesse. Une unité de commande élec:ronique 21 commande l'actionnement de l'embrayage 11 par l'intermédiaire d'une unité de commande hydraulique 22 et une commande de fonctionnement du cylindre récepteur 17. L'unité de commande électronique 21 reçoit des signaux de la part du levier 18 de réglage du rapport de transmission, un capteur 23 de la position de pignons, un capteur 24 de la vitesse du moteur, un capteur 25 de la position de l'accélérateur, un capteur 26 de la pédale de frein, un capteur 27 du frein de parcage, un capteur 28 de la position du cylindre récepteur et un capteur 29 de la vitesse de l'arbre d'entrée de la boite de vitesses, qui indique la vitesse du disque entrainé de l'embrayage 11. Etant donné que la vitesse du véhicule dépend de la vitesse du disque entraîné et de la vitesse engagée, la vitesse du disque entraîné peut sinon être dérivée de la vitesse du véhicule et de la vitesse engagée. Un vibreur 30 est connecté à l'unité de commande 21 pour indiquer au conducteur le moment o certaines conditions de fonctionnement du véhicule apparaissent. En plus ou à la place du vibreur, on peut utiliser une lampe d'avertissement. Comme cela est déjà par exemple dans la description de brevet européen N 0038113, l'unité de commande électronique 21 produit un signal de demande de position pour l'unité de commande hydraulique 22. L'unité de commande électronique 21 produit également un signal de référence représentatif de la vitesse désirée du moteur pendant l'activation à partir de l'arrêt. Ce signal de référence est comparé à la vitesse réelle du moteur, pour la production d'un signal d'erreur qui détermine la demande de position pour l'unité de commande hydraulique 22. Lorsque la vitesse du moteur augmente depuis une valeur inférieure à la vitesse désirée jusqu'au-dessus de la vitesse désirée, la demande de position de l'embrayage se déplace progressivement du désenclenchement vers l'enclenchement. Une partie de l'accroissement de la vitesse du moteur conduit à un déplacement libre dans l'embrayage 11 qui est enclenché avant que la transmission du couple commence. Cela permet de faire fonctionner l'embrayage avec des jeux suffisants pour supprimer la traînée de l'embrayage, lorsque le véhicule est à l'arrêt et que les freins sont serrés. Le système de commande d'embrayage selon la présente invention fonctionne de la manière décrite dans la description de brevet européen 0038113 pour la commande de l'enclenchement et du désenclenchement de l'embrayage 11 pour apporter des modifications dans le choix de la vitesse, lorsque le véhicule se déplace. Cependant, lorsque lors du démarrage du véhicule à l'arrêt, l'actionnement du levier 18 de sélection du rapport de transmission pour engager une vitesse a pour effet que l'unité 21 de commande de l'embrayage enclenche partiellement l'embrayage 11 par l'intermédiaire de l'unité de commande hydraulique 22 pour l'application-d'un couple suffisant aux roues du véhicule pour vaincre le frottement de roulement statique du véhicule. Lorsque la vitesse du moteur est accrue, le degré avec lequel l'embrayage est enclenché augmente sous l'effet de la commande normale d'enclenchement du système de commande d'embrayage, jusqu'à dépasser l'enclenchement préalable partiel de l'embrayage de sorte que le couple appliqué aux roues augmente alors jusqu'à ce que le véhicule se déplace. Pour empêcher une usure inadmissible de l'embrayage, l'enclenchement partiel de l'embrayage 11 après cessation de la force de freinage s'arrête si le couple d'embrayage déterminé par la commande normale d'activation du système de commande d'enclenchement ne dépasse pas le couple de rampement pendant une période de temporisation, de façon typique entre une demi- seconde et quatre secondes. Ainsi, si aucune tentative n'est faite par le conducteur pour déplacer le véhicule pendant une durée autorisée après cessation de l'effort de freinage, l'assistance fournie par l'application du couple de rampement est terminée. Lorsque l'embrayage 11 est partiellement enclenché lors du démarrage à l'arrêt, la traînée de l'embrayage entraîne une réduction de la vitesse du moteur. Si cette réduction est excessive, alors le moteur est susceptible de caler. La probabilité d'un tel événement dépend du degré avec lequel l'embrayage est préalablement enclenché et du retard de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur après la cessation du freinage. Pour éviter ce problème, le système de commande d'embrayage peut en outre être agencé de manière à désenclencher immédiatement l'embrayage 11 après suppression de l'action de freinage si la pédale d'accélérateur n'est pas enfoncée, et la vitesse du moteur tombe au-dessous d'une vitesse de seuil. De préférence, ladite vitesse de seuil est inférieure à la vitesse de ralenti -du moteur lorsque l'embrayage 11 est complètement désenclenché. Différentes modifications peuvent être apportées à l'invention, sans sortir du cadre de cette dernière. Par exemple, bien que la description donnée précédemment se réfère au système de commande d'embrayage décrit dans la description de brevet européen 0038113, la présente invention s'applique à n'importe que le système de transmission, dans lequel l'entraînement entre un moteur et une boite de vitesses est commandé par un embrayage à friction actionné de façon automatique. De même, bien que dans la forme de réalisation précédente l'embrayage soit commandé par des moyens hydrauliques, on peut utiliser n'importe quel moyen approprié. Par exemple le cylindre récepteur 17 peut être actionné pneumatiquement et non hydrauliquement. Sinon on peut utiliser un actionneur électrique, par exemple un moteur électrique, qui peut entraîner la fourche de libération 16 à l'aide d'un système approprié à pignons, si cela est requis. Il REVENDICATIONS 1. Système de commande d'embrayage pour un véhicule automobile comportant un moteur (10), une boite de vitesses (12), possédant une pluralité de rapports de marche et des moyens (18) de sélection de vitesse, le moteur (10) étant relié selon une liaison motrice à la boite de vitesses (12) par un embrayage à friction (11), le système de commande de l'embrayage commandant automatiquement l'enclenchement et le désenclenchement de l'embrayage (11) en synchronisme avec l'actionnement des moyens de sélection de vitesse (18), pour modifier les rapports d'entrainement de la boite de vitesses, le système de commande d'embrayage comprenant un capteur (24) de la vitesse du moteur, un capteur (29) de la vitesse du véhicule, un capteur (23) de sélection du rapport de transmission et un capteur (26, 27) de desserrage du frein pour détecter le desserrage d'un frein du véhicule, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour enclencher partiellement l'embrayage (11) lors du relâchement des freins lorsque, avant le relâchement des freins, le véhicule est sensiblement à l'arrêt alors que les freins sont serrés, un rapport de transmission est sélectionné et la vitesse du moteur est inférieure à une valeur prédéterminée. 2. Système de commande d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (24) de la vitesse du moteur produit un signal de vitesse du moteur, qui est variable avec la vitesse du moteur, le système de commande incluant un générateur de signal de référence servant à produire un signal de référence, des moyens comparateurs pour comparer le signal de vitesse du moteur au signal de référence pour produire un signal de commande, des moyens (17, 22) d'activation de l'embrayage pour commander l'état d'enclenchement de l'embrayage (11) et une unité de commande (21) sensible au signal de commande pour actionner' les moyens d'activation (17, 22) pour rendre le signal de référence et le signal de vitesse du moteur égaux entre eux. 3. Système de commande d'embrayage selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le capteur (26, 27) de desserrage des freins agit sur une pédale de frein et/ou sur un levier du frein de parcage. 4. Système de commande d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'enclenchement de l'emorayage (11) fournit un couple suffisant pour vaincre le frottement de roulement du véhicule. 5. Système de commande d'embrayage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système de commande prend en compte le rapport de transmission actuel pour déterminer le niveau de l'enclenchement de l'embrayage devant être transmis par une ou plusieurs roues motrices pour vaincre le frottement de roulement du véhicule. 6. Système de commande d'embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enclenchement complet de l'embrayage (11) est commandé en fonction de la vitesse du moteur, l'enclenchement partiel de l'embrayage (11) après suppression de la force de freinage étant terminé si le niveau du couple déterminé par la commande normale d'activation du système de commande de l'embrayage ne dépasse pas le couple fourni par l'enclenchement préalable partiel, pendant une période de temporisation prédéterminée. 7. Système de commande d'embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la période de cadencement est comprise entre une demi-seconde et quatre secondes à partir de la cessation de la force de freinage. 8. Système de commande d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit système comprend un capteur du papillon des gaz, le système de commande étant agencé de manière à désenclencher immédiatement l'embrayage (11) après cessation de l'action de freinage, si la pédale d'accélérateur n'est pas enfoncée et si la vitesse du moteur tombe au-dessous d'une vitesse de seuil. 9. Système de commande d'embrayage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la vitesse de seuil est inférieure à la vitesse de ralenti du moteur lorsque l'embrayage (11) est totalement désenclenché. 10. Système de commande d'embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit enclenchement et ledit désenclenchement de l'embrayage (11) sont commandés au moyen d'un actionneur hydraulique (17), d'un actionneur pneumatique ou d'un actionneur électrique.