Brevet FR2905438A1 — publié le 20080307

Procédé de pilotage d'un dispositif d'accouplement de deux crabots, à temps de crabotage réduit La présente invention concerne un procédé de pilotage d'un dispositif d'accouplement de deux crabots à temps de crabotage réduit. L'invention concerne le domaine du pilotage rapproché des rapports d'une boîte de vitesses séquentielle intégrée, soit au sein d'une chaîne de traction classique, soit au sein d'une chaîne de traction hybride incluant en plus du moteur thermique un ou plusieurs moteurs électriques de traction. Plus généralement, l'invention concerne toute chaîne de traction pour laquelle il est nécessaire de placer entre la source d'énergie mécanique, c'est-à-dire le moteur, et les roues une boîte de vitesse séquentielle permettant de respecter les contraintes de fonctionnement liées à la source d'énergie mécanique. Usuellement une boite de vitesse est constituée de plusieurs arbres munis d'un ensemble de pignons permettant l'obtention de plusieurs rapports de vitesse et donc de plusieurs couples entre l'arbre d'entrée de la boîte et l'arbre de sortie. Les pignons sont habituellement engrenés deux par deux, le premier étant monté solidaire sur un des arbres, l'autre étant monté par défaut fou sur l'autre arbre. Un dispositif d'actionnement permet suivant le rapport demandé de rendre solidaire le pignon fou de l'arbre autour duquel il tourne, soit au contraire de le désolidariser de cet arbre pour le rendre libre. Ce dispositif d'actionnement comporte généralement, pour chaque ensemble de deux pignons, un ensemble de deux crabots, un mécanisme de synchronisation et un mécanisme de pilotage en translation d'un crabot lié à l'arbre permettant d'effectuer soit un décrabotage, soit un crabotage. En raisonde l'intégration de calculateurs de contrôle moteur sur les sources d'énergie mécaniques de traction, qu'il s'agisse de moteur thermique ou électrique, de la mise en place de chaînes d'actionnement de changement de rapport automatisé ou encore de l'implantation de capteurs de position et de vitesse permettant de connaître précisément et à tout instant la vitesse relative entre les deux pignons en rotation comme en translation, le pilotage du changement de rapport devient plus facile. 2905438 2 Dans ces conditions, la présence du mécanisme de synchronisation mécanique n'est plus nécessaire car il est tout à fait possible d'envisager de reconstituer cette synchronisation par la mise en place d'un algorithme[ul] de commande assurant[u2] la synchronisation entre le dispositif de changement 5 de rapport, le moteur de traction concerné par le changement de rapport et la charge véhicule. Une chaîne de changement de rapport de vitesse sans dispositif de synchronisation permet notamment de simplifier la boite de vitesse, de réduire sa taille et donc de limiter son coût. 10 Dans ce cas, un problème est d'assurer un temps de crabotage le plus petit possible pour minimiser l'inconfort ressenti par le conducteur. Or, suivant le positionnement relatif des crabots les uns par rapport aux autres au moment du contact, il apparaît une forte dispersion dans ce temps de crabotage notamment dans le cas d'une commande de la chaîne d'actionnement de 15 changement de rapport utilisant une commande de type boucle ouverte ou encore une commande bouclée en position du crabot mobile L'invention a notamment pour but de résoudre ce problème, en permettant de minimiser le temps de crabotage et sa dispersion. A cet effet, l'invention a 20 pour objet un procédé de pilotage d'un dispositif d'accouplement de deux crabots tournant autour d'un même axe et comportant chacun des dents, les crabots étant susceptibles de s'engrener sous l'action d'un mécanisme produisant un effort permettant le déplacement en translation d'un des crabots, mobile par rapport à l'autre, la translation se faisant le long de l'axe 25 de rotation des crabots. Le procédé comporte au moins les phases suivantes : une première phase d'approche sans contact entre les crabots, où un effort maximum Umax est appliqué permettant la translation du crabot mobile ; 30 une deuxième phase où l'effort appliqué est diminué pour détecter la nature des contacts entre les dents des crabots parmi au moins les trois états suivants : pas de contact, contact favorisant le mouvement du crabot mobile et contact s'opposant au mouvement du crabot mobile ; 2905438 3 une troisième phase où l'effort appliqué est fonction de la nature des contacts. La détection de la nature des contacts se fait par exemple entre deux positions 01, 01' du crabot mobile correspondant aux positions minimale et 5 maximale du sommet des dents du crabot mobile en phase de contact avec les dents du l'autre crabot. L'effort d'entraînement du crabot mobile est par exemple appliqué selon les critères qui suivent. Si dans l'intervalle compris entre les deux positions 01, 01' il n'y a pas de 10 contact, l'effort maximum Umax est de nouveau appliqué. Si dans l'intervalle compris entre les deux positions 01, 0v un contact est détecté, la position relative D0c est calculée, l'effort appliqué étant fonction de la position relative calculée. Si la nature des contacts favorise le mouvement, l'effort maximum Umax est à 15 nouveau appliqué. Si la nature du contact s'oppose au mouvement, l'effort appliqué est par ailleurs fonction de la vitesse relative A o) entre les crabots. Dans le cas où la vitesse relative en valeur absolue est inférieure à un seuil donné et la position relative AOc des dents des crabots est proche de la 20 position pointe de dent sur pointe de dent, vérifiant Dei Lec_seuii2, l'effort maximum Umax est, par exemple, appliqué. Dans le cas où la vitesse relative en valeur absolue est supérieure à un seuil donné et la position relative A0c des dents des crabots est éloignée de la position pointe de dent sur pointe de dent, vérifiant 3,ei>D0c_seui,l ou 25 Dei 0 et 3,w wb wu,/ et Ob > 0. (2) - passage 85 de l'état 1 à l'état 2 : d d _ 0 (4) 1 o passage 87 de l'état 0 à l'état 2 : d dt t A0c_seuä2 (Aw)) (10) Critère 2 :lAo > Awseu,, et (AO. >_ A0,_seu11(Aw) ou DOS A0,_seu,n (Aw) ou DO, 5 A OO_seuä 2 (Aw)) (12) 15 Critère 3.2 : Owl > Owseu;, et (Ao DOc_seu,12(Aw)) (13) Les indices comportant le terme seuil indique qu'il s'agit de valeurs de seuil. Le critère 1, défini par la relation (10), est vérifié lorsque la vitesse relative Aw est faible, inférieur à un seuil, et que la position relative des dents des 20 crabots D0c est proche de la position pointe de dent sur pointe de dents, soit Dei AOc_seuil2, comme illustré par la figure 12a. Dans le cas où ce critère 1 est vérifié, on applique une commande pleine tension U = Umax, comme illustré en 96 de la figure 9, car le temps nécessaire pour que la vitesse relative change de signe est relativement court. Une fois que la 25 vitesse relative a changé de signe, on se trouve alors dans l'état 1, c'est-à-dire dans le cas où le contact tend à faire augmenter la vitesse relative en valeur absolue et on applique de nouveau une tension maximum U = Umax comme illustré en 95 de la figure 9. Le critère 2, défini par la relation (11), est vérifié lorsque la vitesse relative 30 Aw est élevée, supérieure à un seuil, et que la position relative des dents des crabots D0, est éloignée de la position pointe de dent sur pointe de dent, soit AOC>AOc_Seu1,, ou A0c REVENDICATIONS 1. Procédé de pilotage d'un dispositif d'accouplement de deux crabots (6, 7) tournant autour d'un même axe (2) et formés chacun de dents (9, 10), les crabots (6, 7) étant susceptibles de s'engrener sous l'action d'un mécanisme (20, 22, 21) produisant un effort permettant le déplacement en translation d'un des crabots (7), mobile par rapport à l'autre (6), la translation se faisant le long de l'axe de rotation (2) des crabots, caractérisé en ce que le procédé comporte au moins les phases suivantes : une première phase d'approche sans contact entre les crabots, où un effort maximum (Umax) est appliqué permettant la translation du crabot 10 mobile (7) ; - une deuxième phase où l'effort appliqué (Uanticip) est diminué (92) pour détecter la nature des contacts entre les dents (9, 10) des crabots parmi au moins les trois états suivants : pas de contact (81), contact favorisant le mouvement du crabot mobile (82) et contact s'opposant 15 au mouvement du crabot mobile (83) ; une troisième phase où l'effort appliqué (Umin, Umax) est fonction de la nature des contacts. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection de la 20 nature des contacts se fait entre deux positions (01, 0v) du crabot mobile (7) correspondant aux positions minimale et maximale du sommet (0) des dents (10) du crabot mobile en phase de contact avec les dents (9) du l'autre crabot (6). 25 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que si dans l'intervalle compris entre les deux positions (01, 01') il n'y a pas de contact (81), l'effort maximum (Umax) est de nouveau appliqué. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en 30 ce que si dans l'intervalle compris entre les deux positions (01, 01,) un contact est détecté, la position relative (D0c) est calculée, l'effort appliqué étant fonction de la position relative calculée. 2905438 20 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que si la nature des contacts favorise le mouvement (82), l'effort maximum (Umax) est à nouveau appliqué (95). 5 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé si la nature du contact s'oppose au mouvement (83), l'effort appliqué est par ailleurs fonction de la vitesse relative (Ace) entre les crabots (6, 7). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce dans le cas où la vitesse relative en valeur absolue est inférieure à un seuil donné et la position relative AOc des dents des crabots est proche de la position pointe de dent sur pointe de dent, vérifiant DAB AOc_Seu;,2, l'effort maximum (Umax) est appliqué. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que dans le cas où la vitesse relative en valeur absolue est supérieure à un seuil donné et la position relative AO des dents des crabots est éloignée de la position pointe de dent sur pointe de dent, vérifiant AOC>AOc_seuiii ou AOC 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que lorsque la position du crabot mobile (7) atteint la position maximale de contact (61'), l'effort maximum (Umax) est appliqué jusqu'à une position (02) où débute une phase de régulation de fin de course du crabot mobile (7). 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'effort appliqué est produit par un moteur (20) commandé en tension (U). 30