Brevet FR2856760A1 — publié le 20041231

"Procédé de commande de la fermeture d'un embrayage à friction de véhicule automobile" L'invention concerne un procédé de commande de la fermeture d'un embrayage à friction d'une boîte de vitesses de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de commande de la fermeture d'un embrayage à friction d'une boîte de vitesses de véhicule automobile qui comporte un premier arbre d'entrée qui est susceptible d'être lié en rotation avec un arbre moteur du véhicule par l'intermédiaire de l'embrayage, l'embrayage étant susceptible d'être commandé entre une position extrême d'ouverture dans laquelle l'arbre moteur est désaccouplé de l'arbre d'entrée, et une position extrême de fermeture dans laquelle l'arbre moteur est lié en rotation sans glissement avec l'arbre d'entrée, du type qui comporte une première phase de vérification de la concordance du sens de rotation de l'arbre d'entrée avec le sens de rotation de l'arbre moteur, qui est déclenchée en fonction de paramètres de fonctionnement du véhicule,puis une seconde phase de fermeture totale de l'embrayage dans laquelle l'embrayage est en position extrême de fermeture. Dans une boîte de vitesses manuelle classique, le passage d'un rapport de transmission se fait en appuyant sur la pédale d'embrayage pour ouvrir l'embrayage, c'est-à-dire débrayer, puis en passant manuellement la vitesse et enfin en relâchant la pression sur la pédale afin de fermer l'embrayage, c'est-à-dire embrayer. On connaît également des boîtes de vitesses dites à commande robotisée dans lesquelles la fonction d'ouverture/fermeture de l'embrayage est accomplie automatiquement par un module dit de robotisation. Le véhicule ne comporte alors plus de pédale d'embrayage, mais seulement une pédale d'accélération et une pédale de freinage. Dans certaines conditions, notamment lorsque le moteur tourne au ralenti, la fermeture de l'embrayage permet de freiner le véhicule en utilisant le frein moteur, c'est-à-dire que, par l'intermédiaire de la transmission, le moteur ralenti oppose une résistance à la rotation des roues. C'est le cas notamment lorsque : - l'embrayage est ouvert, le véhicule est alors en roue libre ; - le moteur du véhicule tourne au ralenti ; - le véhicule roule à une vitesse telle que le régime de rotation de l'arbre moteur est inférieur au régime de rotation de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses ;- le conducteur du véhicule n'agit sur aucune commande de freinage ou d'accélération du véhicule. - la première phase est déclenchée lorsque le régime de rotation de l'arbre moteur est inférieur au régime de rotation de l'arbre d'entrée, et lorsque le conducteur n'exerce aucune action sur les freins ni sur l'accélérateur. Dans ces conditions, il est connu de programmer le module de robotisation de façon à mettre en u̇vre un procédé de fermeture de l'embrayage afin de ralentir le véhicule grâce au frein moteur. Toutefois, avant de fermer l'embrayage, il est nécessaire de s'assurer que le sens de rotation de l'arbre d'entrée concorde avec le sens de rotation de l'arbre moteur. Lorsque le moteur tourne au ralenti, l'arbre moteur fournit un couple moteur minimum. Lorsque le véhicule est en roue libre, l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses est entraîné en rotation par les roues du véhicule, et donc par l'inertie du véhicule. Ainsi, si le véhicule avance ou recule en roue libre au-delà d'une certaine vitesse de roulage, le couple fourni par l'arbre d'entrée est supérieur au couple moteur minimum. Dans ce cas, et lorsque l'arbre d'entrée tourne à contresens par rapport à l'arbre moteur, la fermeture de l'embrayage risque de provoquer la rotation de l'arbre moteur à contresens. C'est par exemple le cas lorsque le véhicule roule en marche avant, et que le rapport de transmission correspondant à la marche arrière est engagé. Ceci est susceptible de provoquer des dommages importants, voire irréparables, au moteur. Afin de résoudre ce problème, il est connu d'ajouter des capteurs afin de déterminer le sens de rotation de l'arbre d'entrée. Cependant, une telle solution nécessite l'adjonction de capteurs spécifiques sur le véhicule, ce qui augmente le coût de fabrication du véhicule. La présente invention propose de résoudre ce problème grâce à un procédé du type décrit précédemment, caractérisé en ce que la première phase de vérification comporte : - une première étape de fermeture partielle de l'embrayage durant laquelle l'arbre d'entrée est lié en rotation avec glissement avec l'arbre moteur par l'embrayage ; - une seconde étape d'évaluation du signe de la variation du régime de rotation de l'arbre moteur de manière que, si le signe évalué de variation du régime est positif, la seconde phase de fermeture totale de l'embrayage est enclenchée, sinon, l'embrayage est commandé vers sa position extrême d'ouverture dans une seconde phase alternative. Selon d'autres revendications de l'invention : - la position de l'embrayage est commandée par un automate ; - lors de la seconde phase alternative, un signal d'avertissement est émis à l'attention du conducteur du véhicule ; - le signal est un signal sonore qui est émis dans l'habitacle du véhicule ; - le signal est un signal lumineux émis sur le tableau de bord du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un véhicule équipé d'un moteur et d'une boîte de vitesses ; - la figure 2 est un organigramme qui représente les principales étapes du procédé selon les enseignements de l'invention. On a représenté à la figure 1 un véhicule automobile équipé d'un moteur 10. Il s'agit ici d'un moteur à combustion interne 10, mais l'invention peut aussi s'appliquer à tout type de moteur qui est conçu pour tourner dans un seul sens. Le moteur 10 comporte un arbre 12 qui sera appelé arbre moteur dans la suite de la description. L'arbre moteur 12 est entraîné en rotation par le moteur 10. Le sens de rotation de l'arbre moteur 12 est toujours le même. L'arbre moteur 12 est destiné à entraîner en rotation des roues motrices 14 du véhicule automobile. Le régime de rotation N1 de l'arbre moteur 12 est piloté par le conducteur du véhicule par l'intermédiaire d'une pédale d'accélération 16, entre un régime minimum dit de ralenti et un régime maximum. Le véhicule comporte aussi des organes de freinage, et notamment une pédale de freinage 17 afin de permettre au conducteur de freiner le véhicule. Le véhicule automobile comporte une boîte de vitesses 18 qui, avec éventuellement d'autres éléments appartenant à la transmission, est interposée entre l'arbre moteur 12 et les roues 14 du véhicule. La boîte de vitesses 18 comporte notamment un premier arbre d'entrée 20 qui est susceptible d'être lié en rotation avec l'arbre moteur 12 par l'intermédiaire d'un embrayage à friction 22, et un second arbre de sortie 24 qui est lié en rotation avec les roues motrices 14 du véhicule. La boîte de vitesses 18 est destinée à transmettre le mouvement de rotation depuis l'arbre moteur 12 jusqu'aux roues 14 selon un rapport de transmission R. Le régime de rotation N3 de l'arbre de sortie 24 est ainsi égal au produit du rapport de transmission engagé R par le régime de rotation N2 de l'arbre d'entrée 20. La boîte de vitesses 18 comporte au moins un rapport positif pour lequel l'arbre de sortie 24 tourne dans le même sens que l'arbre d'entrée 20, et un rapport négatif pour lequel l'arbre de sortie 24 tourne dans un sens opposé par rapport à l'arbre d'entrée 20. Par exemple, les rapports de transmission positif et négatif correspondent respectivement à la marche avant et à la marche arrière du véhicule. Le passage des rapports de transmission R est piloté par le conducteur, par exemple par l'intermédiaire d'un levier de changement de vitesses 26. L'embrayage à friction 22 est commandé entre une position extrême d'ouverture, ou débrayée, dans laquelle l'arbre moteur 12 est désaccouplé de l'arbre d'entrée 20, et une position extrême de fermeture, ou embrayée, dans laquelle l'arbre moteur 12 est lié en rotation sans glissement avec l'arbre d'entrée 20. L'embrayage 22 est commandé par un automate (non représenté) qui est piloté par une unité de commande électronique 28 en fonction de paramètres de fonctionnement du véhicule, et notamment en fonction du rapport de transmission R engagé, du régime de rotation N1 de l'arbre moteur 12, du régime de rotation N2 de l'arbre d'entrée 20, et des actions exercées par le conducteur sur la pédale de freinage 17 et/ou sur la pédale d'accélération 16. A cet effet, le véhicule comporte les capteurs adéquats, et notamment : - un capteur 30 pour détecter le rapport de transmission R de boîte de vitesses 18 qui est engagée ; - un capteur 32 pour mesurer le régime de rotation N1 de l'arbre moteur 12 ; - un capteur 34 pour mesurer le régime de rotation N2 de l'arbre d'entrée 20 ; - des capteurs 36 et 38 pour mesurer l'enfoncement de la pédale d'accélération 16 et de la pédale de freinage 17. Les capteurs 32 et 34 de régime de rotation des arbres moteur 12 et d'entrée 20 ne permettent pas de déterminer le sens de rotation des arbres 12 et 20. On décrira maintenant le procédé de fermeture de l'embrayage 22 pour freiner le véhicule grâce au frein moteur, comme expliqué en préambule. Le procédé comporte principalement une première phase P1 de vérification de la concordance du sens de rotation de l'arbre d'entrée 20 avec le sens de rotation de l'arbre moteur 12, puis une seconde phase P2 de fermeture totale de l'embrayage 22 au cours de laquelle l'embrayage 22 est commandé vers sa position extrême de fermeture par l'unité électronique 28. Tout d'abord, le procédé comporte une étape préliminaire SO au cours de laquelle l'unité de commande électronique 28 vérifie, par l'intermédiaire des capteurs 30, 32, 34, 36 et 38, si les conditions de mise en u̇vre du procédé sont réunies. L'unité de commande électronique 28 teste notamment de façon simultanée que : - l'embrayage 22 est en position extrême d'ouverture ; - le régime de rotation N1 de l'arbre moteur 12 est inférieur au régime de rotation N2 de l'arbre d'entrée 20 ; - le conducteur n'exerce aucune action sur les pédales de freinage 17 et d'accélération 16 ; et - le régime de rotation N1 de l'arbre moteur 12 est le régime de ralenti. Lorsque toutes ces conditions sont réunies, la première phase P1 est déclenchée. Selon les enseignements de l'invention, la première phase P1 comporte : - une première étape S1 de fermeture partielle de l'embrayage 22 durant laquelle l'arbre d'entrée est lié en rotation avec glissement avec l'arbre moteur 12 par l'intermédiaire de l'embrayage 22 ; - une seconde étape S2 d'évaluation du signe de la variation AN1 du régime de rotation N1 de l'arbre moteur 12. Durant la première étape S1, l'unité électronique 28 commande la fermeture partielle de l'embrayage 22, c'est-à-dire que l'embrayage 22 est suffisamment fermé pour lier en rotation l'arbre moteur 12 et l'arbre d'entrée 20. Cependant, la fermeture n'est pas totale car il subsiste un glissement entre les deux arbres 12 et 20, de manière que seule une partie du couple de l'arbre d'entrée 20 est transmise à l'arbre moteur 12. Lors de la seconde étape S2, le capteur de régime de rotation de l'arbre moteur 12 envoie au moins deux mesures successives N1a et N1b du régime de rotation de l'arbre moteur 12. L'unité de commande électronique 28 calcule alors la différence entre la seconde mesure N1b et la première mesure N1a de façon à obtenir la variation du régime de rotation AN1=N1b-N1a. Si le signe de la variation AN1 ainsi évaluée est positif, l'unité de commande électronique 28 considère que l'arbre d'entrée 20 tourne dans le même sens que l'arbre moteur 12. En effet, lorsque les deux arbres d'entrée 20 et moteur 12 tournent dans le même sens, et que l'arbre d'entrée 20 tourne à un régime N2 qui est supérieur au régime N1 de l'arbre moteur 12, le couple transmis par l'arbre d'entrée 20 favorise la rotation de l'arbre moteur 12. Lors de la fermeture partielle de l'embrayage 22, le régime de rotation N1b de l'arbre moteur 12 augmente et est donc supérieur à sa valeur précédente N1a. La seconde phase P2 de fermeture totale de l'embrayage 22 est alors déclenchée. Sinon, l'unité de commande électronique 28 considère que l'arbre d'entrée 20 tourne dans un sens opposé à l'arbre moteur 12. En effet, le couple de l'arbre d'entrée 20 transmis à l'arbre moteur 12 s'oppose alors au mouvement de rotation de l'arbre moteur 12. Lors de la fermeture partielle de l'embrayage 22, le régime de rotation N1b de l'arbre moteur 12 diminue et est donc inférieur à sa valeur précédente N1a. Selon la seconde phase alternative P2', l'embrayage est alors commandé vers sa position extrême d'ouverture de façon à ne pas endommager le moteur 10. Dans ce dernier cas, un signal d'avertissement est avantageusement émis par l'unité de commande électronique 28 à l'attention du conducteur du véhicule. Le signal est un signal sonore qui est émis dans l'habitacle (non représenté) du véhicule et/ou un signal lumineux émis sur le tableau de bord (non représenté) du véhicule. Le conducteur est ainsi averti que le véhicule est en roue libre, et il peut alors agir en conséquence de façon à reprendre le contrôle de la vitesse et la maîtrise du véhicule : - soit en freinant ; -soit en accélérant. Selon une variante non représentée du procédé, la première mesure du régime de rotation N1a de l'arbre moteur 12 est effectuée avant la seconde étape S2, et elle est gardée en mémoire par l'unité de commande électronique 28. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande de la fermeture d'un embrayage à friction (22) d'une boîte de vitesses (18) de véhicule automobile qui comporte un premier arbre d'entrée (20) qui est susceptible d'être lié en rotation avec un arbre moteur (12) du véhicule par l'intermédiaire de l'embrayage (22), l'embrayage (22) étant susceptible d'être commandé entre une position extrême d'ouverture dans laquelle l'arbre moteur (12) est désaccouplé de l'arbre d'entrée (20), et une position extrême de fermeture dans laquelle l'arbre moteur (12) est lié en rotation sans glissement avec l'arbre d'entrée (20), du type qui comporte une première phase (P1) de vérification de la concordance du sens de rotation de l'arbre d'entrée (20) avec le sens de rotation de l'arbre moteur (12), qui est déclenchée en fonction de paramètres de fonctionnement du véhicule, puis une seconde phase (P2)de fermeture totale de l'embrayage (22) dans laquelle l'embrayage (22) est en position extrême de fermeture, caractérisé en ce que la première phase (P1) de vérification comporte : - une première étape (S1) de fermeture partielle de l'embrayage (22) durant laquelle l'arbre d'entrée (20) est lié en rotation avec glissement avec l'arbre moteur (12) par l'embrayage (22) ; - une seconde étape (S2) d'évaluation du signe de la variation du régime de rotation (AN1) de l'arbre moteur (12) de manière que, si le signe évalué de variation du régime (AN1) est positif, la seconde phase (P2) de fermeture totale de l'embrayage (22) est déclenchée, sinon, l'embrayage (22) est commandé vers sa position extrême d'ouverture dans une seconde phase alternative (P2'). 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la position de l'embrayage (22) est commandée par un automate (28). 3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, lors de la seconde phase alternative (P2'), un signal d'avertissement est émis à l'attention du conducteur du véhicule. 4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le signal est un signal sonore qui est émis dans l'habitacle du véhicule. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le signal est un signal lumineux émis sur le tableau de bord du véhicule. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première phase (P1) est déclenchée lorsque le régime de rotation (N1) de l'arbre moteur (12) est inférieur au régime de rotation (N2) de l'arbre d'entrée (20), et lorsque le conducteur n'exerce aucune action sur les freins (17) ni sur l'accélérateur (16).