Brevet FR2900999A1 — publié le 20071116

-1- PROCEDE D'AI DE A LA SYNCHRONI SATI ON D'UN EMBRAYAGE La présente invention se rapporte à la commande des embrayages, notamment des embrayages d'entrée de transmission d'un véhicule routier. Rus précisément, elle propose un procédé d'aide à la synchronisation d'un embrayage de véhicule disposé entre un élément de sortie de moteur, et un élément d'entrée de transmission. Les dispositions proposées sont applicables sur un véhicule à commande de vitesse manuelle, grâce à un découplage partiel de la pédale et de la butée d'embrayage. Elles sont également applicables sur un système de commande d'embrayage complètement découplé du type clutch by wire . Enfin, ces dispositions peuvent aussi être directement intégrées aux stratégies de commande d'une boîte de vitesses robotisée, pour en augmenter l'agrément. Pour limiter les variations de régime du moteur induites par les variations de couple transmis, le conducteur du véhicule a pour habitude, de moduler la force et la durée de son appui sur la pédale d'embrayage, en f onction de son action sur la pédale d'accélération (ou de freinage, lorsque l'embrayage est fermé lors d'une phase de f reinage du véhicule). Lors de la fermeture de l'embrayage, le couple, très élevé en début d'opération, diminue progressivement. Pour le confort de la conduite, il est souhaitable que cette diminution soit la plus continue possible, de manière à réaliser la synchronisation de l'élément de sortie du moteur et de l'élément d'entrée de la transmission avec un minimum d'à-coups. Tout ef ois, les évolutions apportées aux moteurs et aux transmissions des véhicules automobiles tendent à rendre de plus en plus fins et critiques, les instants de synchronisation. En particulier, l'à-coup final de fermeture d'embrayage, appelé salut par les spécialistes, est difficile à éliminer complètement. -2- Les solutions actuellement utilisées pour l'assistance aux opérations de débrayage ou d'embrayage, sont principalement de deux types : assistance active, ou gestion complète par calculateur. La publication US 444 9369 décrit par exemple un dispositif d'aide à l'embrayage comportant un système d'assistance active, dans lequel un ensemble de circuits hydrauliques permet la reprise d'une partie de l'effort exercé par le conducteur sur la pédale d'embrayage, contribuant ainsi à une augmentation du confort de conduite. Un tel système n'apporte cependant aucune modification au fonctionnement de l'embrayage proprement dit. En particulier, il n'a pas de répercussion sur la synchronisation des éléments respectivement liés au moteur et à la t ransmission, lors de l' opérat ion d'embrayage. Le document DE10220869 présente, à l'inverse, un procédé de commande et de gestion de l'embrayage d'un véhicule automobile, dans lequel l'embrayage est totalement géré par un actionneur commandé par un signal de position de la pédale d' embrayage. La présente invention a pour but d'améliorer le confort de conduite d'un véhicule, lors des phases de mise en déplacement, ou décollage du véhicule, lorsque celui-ci quitte l'arrêt, sans retirer au conducteur la maîtrise de l'opération. Dans ce but, elle propose une prise de contrôle temporaire du déplacement de la butée de l'embrayage par des moyens de pilotage appropriés dans une dernière partie d'une opération de fermeture de l'embrayage, pour imposer une réouverture partielle de celui-ci, dans une phase finale de synchronisation des deux éléments, de manière à éviter une chute soudaine de l'accélération du véhicule à l'issue de cette phase. Une telle prise de contrôle doit être absolument transparente pour le conducteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de -3-réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels la figure unique illustre schématiquement la structure de la commande mise en œuvre. Comme indiqué plus haut, le but d'une opération d'embrayage, est de synchroniser un élément relié au moteur du véhicule et un élément relié à la transmission dudit véhicule. Le début de la synchronisation se traduit par une forte augmentation instantanée du couple transmis à l'élément relié à la transmission. I 1 en résulte une diminution sensible du régime du moteur. Le couple transmis à la transmission diminue ensuite, jusqu'à atteindre la valeur du couple moteur lorsque l'opération d'embrayage est terminée, c'est-à-dire lorsque le couple moteur est intégralement transmis à la transmission. Entre le début et la fin de la synchronisation, lorsque t où n est le numéro des disques de l'embrayage, Remb est le rayon moyen des disques, Fn(xp) est la force normale appliquée aux surf aces de frottement, contrôlée par la position xb de la butée d'embrayage. Ensuite, lorsque t > ts, le couple transmis par l'embrayage F est sensiblement égal au couple moteur Fe. Or il se trouve qu'au dernier instant du patinage (f in de la synchronisation), le couple de f rottement libéré par l'embrayage est supérieur au couple moteur : Fc(ts) >Fe. Cette différence provoque une chute soudaine de l'accélération du véhicule, appelée généralement salut , et des oscillations, ou à-coups, de la chaîne cinématique, ressentis désagréablement. En théorie, le conducteur a la possibilité d'éviter ce phénomène, en contrôlant le déplacement de sa pédale d'embrayage, de manière à ce que le couple de frottement F reste sensiblement égal au couple moteur Fe, pendant toute la -4- phase de patinage. Un tel comportement conduit à une manoeuvre très douce, mais très lente. Sachant que, plus une manoeuvre est rapide, moins elle est confortable, le conducteur adopte, en conduite normale, un compromis entre le confort et la rapidité de manoeuvre. Grâce à une réouverture partielle de l'embrayage dans la phase f finale de la synchronisation des deux éléments, tels que des arbres, liés respectivement au moteur et à la transmission du véhicule, on peut t out ef ois à égaliser F et Fe à en fin de synchronisation (instant ts), de manière à éviter une chute soudaine de l'accélération du véhicule à l'issue de cette phase. Ainsi, une prise temporaire de contrôle du déplacement de la butée par une stratégie d'aide à la synchronisation, permet de fermer l'embrayage d'une façon très rapide et confortable. Une telle prise de contrôle doit cependant rester transparente pour le conducteur. Ainsi, il faut que dans une première partie du mouvement de fermeture d'embrayage, cette mesure reste en attente, sans être activée. Le point d'activation, ou point de prise de contrôle de la stratégie, est avantageusement déterminé par un seuil de glissement (Oact. Ainsi, tant que le glissement y de l'embrayage, c' est-à-dire la différence (0e û GJg entre les régimes de l'élément de sortie du moteur (0ef et de l'élément d'entrée de la transmission wg reste inférieur au seuil Watt, le déplacement de la butée d'embrayage restera contrôlé par le conducteur à la pédale, ou par les lois habituelles d'embrayage implémentées dans un calculateur. De préférence, la prise de contrôle du déplacement de la butée d'embrayage intervient donc dans un intervalle de temps At précédant la synchronisation des deux éléments, à partir d'un seuil de glissement de l'embrayage Watt, de sorte que la prise de contrôle n'intervient pas, tant que le glissement y de l'embrayage, reste inférieur à celui-ci. Lorsque y = Watt, l'embrayage est réouvert partiellement, et le couple généré par frottement dans l'embrayage peut être piloté, de manière à suivre, jusqu'à la fermeture complète de l'embrayage, une trajectoire optimale établie en fonction de l'état de la chaîne cinématique et du couple moteur. Cette trajectoire -5- peut être établie sur une boucle de commande, telle qu'illustrée par la figure. Dans cet exemple non limitatif, la consigne de couple de frottement r, est corrigée par une valeur de stabilisation Tcstab, établie à partir de la valeur instantanée du glissement g, et d'un glissement de référence y*. Sur cette trajectoire, la fermeture de l'embrayage est pilotée de manière à ce que la fermeture de l'embrayage corresponde avec l'annulation du glissement. Après la prise de contrôle, la consigne de couple de frottement I',, transmis par l'embrayage est pilotée selon une trajectoire optimale établie en fonction de l'état de la chaîne cinématique et du couple moteur. Cette trajectoire est le résultat d'une commande en boucle, où une consigne de couple de frottement de référence I'c* est corrigée par une valeur de stabilisation Fcstab, elle-même fonction du glissement instantané y et d'une valeur de glissement de réf érence y*. Enfin, pour laisser une certaine liberté d'action au conducteur, et pour minimiser les problèmes de sécurité de fonctionnement, tout en réduisant le temps de patinage, il est souhaitable que la prise de contrôle du déplacement de la butée d'embrayage par les moyens de pilotage, n'intervienne qu'en fin de course d'embrayage. En conclusion, il faut souligner que le procédé d'aide à la synchronisation proposé par l'invention, peut aussi bien être mis en oeuvre sur une commande hydraulique qui sera à cet effet partiellement découplée, en fin de course de fermeture d'embrayage, qu'être introduit dans une commande totalement découplée du type clutch by wire , ou dans une boîte robotisée, où l'ensemble des actionneurs de passage de vitesses et d'embrayage, est placé sous le contrôle d'un calculateur de transmission. REVENDICATIONS 1. Procédé d'aide à la synchronisation d'un embrayage de véhicule disposé entre un élément de sortie de moteur et un élément d'entrée de transmission, caractérisé par une prise de contrôle temporaire du déplacement d'une butée de l'embrayage par des moyens de pilotage appropriés dans une dernière partie d'une opération de fermeture de l'embrayage pour imposer une réouverture partielle de celui-ci dans une phase finale de synchronisation des deux éléments, de manière à éviter une chute soudaine de l'accélération du véhicule à l'issue de cette phase. 2. Procédé d'aide à la synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la prise de contrôle du déplacement de la butée d'embrayage intervient dans un intervalle de temps (At) précédant la synchronisation des deux éléments. 3. Procédé d'aide à la synchronisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la prise de contrôle est déterminée par un seuil de glissement de l'embrayage (Watt). 4. Procédé d'aide à la synchronisation selon la revendication 3, caractérisé en ce que la prise de contrôle n'intervient pas tant que tant que le glissement y de l'embrayage, reste inf érieur au seuil de glissement (Watt). 5. Procédé d'aide à la synchronisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après la prise de contrôle, la consigne de couple de frottement (I'c) transmis par l'embrayage est pilotée selon une trajectoire optimale établie en fonction de l'état de la chaîne cinématique et du couple moteur. 6. Procédé d'aide à la synchronisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que la trajectoire est le résultat d'une commande en boucle où une consigne de couple de frottement de référence (Ilc*) est corrigée par une valeur de stabilisation (Fcstab), fonction du glissement instantané (y) et d'une valeur de glissement de référence (y*). 7. Procédé d'aide à la synchronisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après la prise de contrôle, la fermeture de-7- l'embrayage est pilotée de manière à ce que la fermeture de l'embrayage corresponde avec l'annulation du glissement. 8. Procédé d'aide à la synchronisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit pilotage est mis en oeuvre au moyen d'un système de découplage partiel des positions respectives de la pédale d'embrayage et de la butée d'embrayage. 9. Procédé d'aide à la synchronisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre dans un système de commande d'embrayage complètement découplé de la pédale. 10. Procédé d'aide à la synchronisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est intégré une boîte robotisée, où l'ensemble des actionneurs de passage de vitesses et d'embrayage, est placé sous le contrôle d'un calculateur de transmission.