Brevet FR2905437A1 — publié le 20080307

Procédé de pilotage d'un dispositif d'accouplement contrôlé de deux crabots La présente invention concerne un procédé de pilotage d'un dispositif d'accouplement contrôlé de deux crabots. 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 raison d'une part de 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. 2905437 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 de commande assurant la synchronisation entre le dispositif de changement de 5 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 du 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 trop simple de la chaîne 15 d'actionnement de changement de rapport. C'est le cas par exemple lorsqu'on utilise une commande de type boucle ouverte ou encore une commande bouclée en position de crabot. Ce problème peut être résolu en jouant sur le mode pilotage de la chaîne d'actionnement de changement de rapport. 20 Un but de l'invention est notamment de piloter le moteur de traction en jeu pour aboutir à une meilleure gestion de la position et de la vitesse angulaire relatives entre les crabots, en particulier lors des phases de contact dent sur dent. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de pilotage d'un 25 dispositif d'accouplement de deux crabots tournant autour d'un même axe et formés chacun de 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 de rotation des crabots. Le procédé comporte au 30 moins les phases suivantes : - une première phase d'approche sans contact entre les crabots, où un effort maximum est appliqué permettant la translation du crabot mobile ; une deuxième phase où l'effort appliqué est diminué pour détecter la 35 nature des contacts entre les dents des crabots parmi au moins les 2905437 3 trois états suivants : pas de contact, contact favorisant le mouvement du crabot mobile et contact s'opposant au mouvement du crabot mobile, et en cas de contact détecté ; une troisième phase de détermination d'une trajectoire angulaire 5 relative entre les dents, entre un instant initial et un instant t1 de fin de contact ; et une quatrième phase de calcul et d'application de l'effort à appliquer pour suivre la trajectoire déterminée. Avantageusement, la trajectoire angulaire comporte par exemple une io composante définie pour la position angulaire relative A0, une composante définie pour la vitesse angulaire relative Aw, et une composante définie pour l'accélération relative Dy. Les trajectoires peuvent être définies par des conditions de valeurs A01, Owi, Dyi à l'instant ti. 15 La trajectoire de position angulaire est par exemple un polynôme où la variable est le temps t, les autres trajectoires en vitesse et en accélération étant déterminées par dérivations successives par rapport au temps. La détection de la nature des contacts se fait par exemple entre deux positions 01, 01' du crabot mobile correspondant aux positions minimale et 20 maximale du sommet O des dents du crabot mobile en phase de contact avec les dents du l'autre crabot. Si dans l'intervalle compris entre les deux positions 01, 01. il n'y a pas de contact, l'effort maximum est appliqué. Lorsque la position du crabot mobile atteint la position maximale de 25 contact 01,, l'effort maximum est par exemple appliqué jusqu'à une position 02 où débute une phase de régulation de fin de course du crabot mobile. L'effort appliqué est par exemple produit par un moteur commandé en tension U(t) fonction du temps. 3o D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent : la figure 1, une représentation schématique d'un dispositif d'accouplement à crabots comprenant un mécanisme de synchronisation ; 2905437 4 - la figure 2, une représentation schématique d'un dispositif d'accouplement à crabot sans mécanisme de synchronisation selon l'art antérieur ; la figure 3, une représentation schématique d'un exemple de dispositif 5 d'accouplement à crabots auquel l'invention peut être appliquée ; les figures 4 et 5, une illustration de configurations possibles des dents des crabots avant crabotage ; la figure 6, une représentation de différents cas possibles de positionnement relatif des dents des crabots au moment de l'entrée en 10 contact des dents ; - les figures 7a et 7b, une illustration de l'effet du contact dent sur dent sur la variation de vitesse relative entre deux crabots ; la figure 8, une représentation des états d'un estimateur de détection d'état pouvant être utilisé par un procédé selon l'invention ; 15 la figure 9, une illustration des phases possibles d'un procédé selon l'invention ; les figures 10a et 10b, des illustrations respectivement d'une phase de démarrage et d'une phase d'anticipation du contact des dents mis en oeuvre par le procédé selon l'invention ; 20 - les figures 11 a et 11 b, des illustrations respectivement d'un cas où il n'y a pas de contact dent sur dent et d'une gestion des contacts dans un premier état ; les figures 12a, 12b, 13a et 13b des illustrations de deux gestions de contact dans un deuxième état ; 25 la figure 14, une illustration de la position des dents des crabots en fin de course ; - la figure 15, une illustration des positions relatives par rapport à une dent lors d'un crabotage ; la figure 16, une représentation de trajectoires de positions, vitesses 30 et accélérations angulaires relatives utilisées par le procédé selon l'invention. Les figures 1 et 2 illustrent l'art antérieur. La figure 1 représente schématiquement un dispositif d'accouplement à crabots comprenant un 2905437 5 mécanisme de synchronisation et la figure 2 représente schématiquement le même dispositif sans mécanisme de synchronisation. La figure 1 représente donc un exemple d'entraînement de deux arbres 1, 2. L'arbre 1 est un arbre d'entrée de la boite de vitesses et l'arbre 2 est un arbre 5 de sortie de la boite de vitesses. Un pignon 3 est solidaire de l'arbre 1 et un pignon 4 est monté fou sur l'arbre de sortie 2. Un dispositif d'actionnement 5 permet, suivant le rapport demandé, de rendre soit solidaire le pignon fou 4 de l'arbre 2 autour duquel il tourne, soit au contraire de le désolidariser de cet arbre 2 pour le rendre libre. 1 o Le dispositif d'actionnement 5 comporte deux crabots 6 et 7. Le crabot 6 est solidaire du pignon fou 4 et le crabot 7 est solidaire en rotation de l'arbre de sortie 2 autour duquel tourne le pignon fou 4 et libre en translation le long de l'axe de rotation de l'arbre 2. Le crabot 6 comporte des dents 9 aptes à s'intercaler entre des dents 10 du crabot 7 de telle sorte de rendre solidaire 15 le pignon fou 4 de l'arbre 2 autour duquel il tourne. Le dispositif d'actionnement 5 comporte également un mécanisme de synchronisation 11 comprenant généralement deux cônes 12 et 13 associés à chacun des crabots 6 et 7 et permettant d'annuler la différence de vitesse de rotation pouvant exister entre les crabots 6 et 7 lorsqu'un crabotage est 20 souhaité pour changer de rapport et donc permettant d'éviter tout choc excessif entre les pignons 3 et 4. De tels chocs peuvent mener à une usure prématurée des crabots 6 et 7 et également à une perte d'agrément pour le conducteur d'un véhicule équipé d'une telle boite de vitesses dans une phase de changement de rapport. 25 Le dispositif d'actionnement 5 comporte en outre un mécanisme de pilotage en translation du crabot 7 permettant d'effectuer soit un décrabotage, soit un crabotage. Pour ne pas surcharger la figure, le mécanisme de pilotage n'est pas représenté. Des flèches 14 montrent néanmoins le mouvement du crabot 7 pour obtenir le crabotage. 30 Grâce à de nouveaux moyens, notamment des calculateurs et des capteurs de vitesse relative entre les crabots, on peut se passer de mécanisme de synchronisation mécanique utilisant les cônes 12 et 13 représentés sur la figure 1. II est effet tout à fait possible de reconstituer la synchronisation par la mise en place d'un algorithme de commande assurant la synchronisation entre le dispositif de changement de rapport et le moteur de traction 2905437 6 concerné par le changement de rapport et la charge véhicule. Une telle simplification est représentée sur la figure 2. Elle permet notamment de simplifier la boite de vitesses. Comme indiqué précédemment, on a constaté que suivant le positionnement 5 angulaire relatif des crabots 6 et 7 l'un par rapport à l'autre au moment du contact entre leurs dents respectives, il apparaît une forte dispersion dans la durée pour effectuer le crabotage. La figure 3 représente un dispositif d'accouplement à crabots sans 10 mécanisme de synchronisation et reprenant les différents éléments du dispositif de la figure 2, à savoir les arbres 1 et 2, les pignons 3 et 4 et les crabots 6 et 7. L'arbre 1 est par exemple un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses et est relié à un moteur de traction 18 thermique ou électrique. L'arbre 2 est par exemple un arbre de sortie de la boîte de vitesses et est 15 relié aux roues d'un véhicule équipé de la boîte de vitesses. Le mécanisme de pilotage en translation du crabot 7 comprend un moteur électrique 20 et un barillet 21 entraîné par le moteur électrique 20 par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 22. Le barillet 21 est creusé par au moins une piste 23 dans laquelle un doigt 24 peut coulisser. La piste 23 a par exemple une 20 forme hélicoïdale autour d'un arbre 25 de rotation du barillet 21. Le doigt 24 est solidaire d'une fourchette 26 entraînant le crabot 7 en translation le long de l'arbre 2. Le mouvement en translation de la fourchette 26 est matérialisé par la flèche 27. Sur la figure 3, on a représenté une courbe 28 montrant la relation, définie par le profil de la piste 23, entre l'angle de rotation 8b de 25 l'arbre 25 et le déplacement en translation du doigt 24 suivant un axe z parallèle à l'arbre 2. Le mécanisme comporte en outre un premier capteur de vitesse angulaire 30 de la rotation de l'arbre 25 du barillet, un deuxième capteur de vitesse angulaire 31 de la rotation de l'arbre d'entrée 1 et un troisième capteur de 30 vitesse angulaire 32 de la rotation de l'arbre de sortie 2. Les capteurs 30, 31 et 32 transmettent à un calculateur 33 les vitesses de rotation des arbres 1, 2 et 25. Le calculateur 33 permet notamment de piloter les moteurs 18 et 20. Les figures 4 et 5 représentent respectivement deux exemples de forme des 35 dents 9 et 10 appartenant respectivement aux crabots 6 et 7. Les dents 9 et 2905437 7 10 sont positionnés régulièrement sur le même rayon moyen autour de l'axe de l'arbre 2 de telle sorte que les dents 10 du crabot 7 puissent s'intercaler dans des creux ménagés entre les dents 9 du crabot 6. On suppose que le nombre et la forme des dents 9 et 10 de chaque crabot 6 5 et 7 sont identiques. II est tout à fait possible de mettre en oeuvre l'invention dans d'autres configurations géométriques de dents et en particulier dans le cas ou le crabot 7 est muni de grandes dents 35 semblables aux dents 10 et l'autre crabot 6 est muni à la fois de grandes dents 36 identiques aux dents 35 et en complément de petites dents 37 de même forme que les grandes 1 o dents 36 dans une taille réduite et ménagée dans les creux formés entre les grandes dents 36 comme représenté sur la figure 5. Chaque dent comporte deux types de face, des flancs et un sommet. Chaque dent 10 comporte deux flancs 40 et 41 dont un axe normal est sensiblement perpendiculaire à l'axe de translation des crabots 6 et 7. Les 15 flancs 40 et 41 peuvent être légèrement inclinés d'un angle 8f, comme représenté sur la figure 4 afin de produire un effet s'opposant au décrabotage. L'angle Of est avantageusement inférieur à 10 . Les flancs 42 et 43 des dents 9 sont parallèles aux flancs correspondants, respectivement 40 et 41, des dents 10. Chaque dent 10 comporte un sommet 44 dont la 20 forme est sensiblement comprise dans un plan dont un axe normal est parallèle à l'axe de translation des crabots 6 et 7. La forme du sommet 44 peut par exemple être bombée mais pour des raisons de simplicité on considère que le sommet 44 comporte deux faces planes 44a et 44b symétriques par rapport à un plan de symétrie des deux flancs 40 et 41. Les 25 deux faces sont inclinées d'un angle ed avantageusement inférieur à 15 . Chaque dent 9 comporte également un sommet 45 semblable au sommet 44. Comme précédemment, on peut également considérer que le sommet 45 comporte deux faces planes 45a et 45b. La forme bombée, modélisé par les faces planes 44a, 44b, 45a et 45b produit en cas de contact des dents 30 sommet sur sommet soit une augmentation de la différence de vitesse angulaire entre crabots (dans ce cas la surface favorise le mouvement angulaire entre dents), soit une diminution de vitesse angulaire entre crabots (dans ce cas la surface s'oppose au mouvement angulaire entre dents). 2905437 8 Suivant la position et la vitesse angulaire relative initiale entre les deux crabots, plusieurs configurations géométriques de contact des dents en vis à vis sont possibles lors du crabotage : a) Contact sommet de dent sur sommet de dent avec orientation de la 5 surface de sommet de dent favorisant le mouvement relatif angulaire entre crabots. c) Contact sommet de dent sur sommet de dent avec orientation de la surface de sommet de dent s'opposant au mouvement angulaire relatif entre crabots. 10 b) Contact flanc sur flanc des dents. Dans ce cas, les dents se sont directement positionnées dans leur creux respectif. Sur la figure 4, on a représenté en trait gras une courbe-enveloppe 46 des positions possibles d'un point O situé en milieu du sommet 44 de la dent 10 lors du contact des dents 9 et 10 pendant le crabotage. L'enveloppe 46 15 permet de prévoir statistiquement la probabilité d'avoir une des trois configurations a) b) et c) précédemment décrite. L'enveloppe 46 est représentée sur une longueur angulaire c autour de l'axe de rotation des crabots égale à 2rr/n, n représentant le nombre total de dents d'un des crabots. Dans une première partie 46(1) de l'enveloppe 46 de longueur 20 angulaire a, on se trouve dans la première configuration a) de contact sommet de dent sur sommet de dent avec orientation de la surface de sommet de dent favorisant le mouvement relatif angulaire entre crabots. Dans une deuxième partie 46(2) de l'enveloppe 46 de longueur angulaire b, on se trouve dans la deuxième configuration b) de contact flanc sur flanc des 25 dents. Dans une troisième partie 46(3) de l'enveloppe 46 de longueur angulaire a, on se trouve dans la troisième configuration c) de contact sommet de dent sur sommet de dent avec orientation de la surface de sommet de dent s'opposant au mouvement relatif angulaire entre crabots. On constate que la probabilité b/c de configuration b) flanc sur flanc est très 30 inférieure à la probabilité des deux autres configurations a) et c) puisque b représente le jeu entre la longueur angulaire des espaces entre dents et des largeurs de dents, jeu que l'on souhaite limiter notamment pour des raisons de confort et d'agrément de la conduite du véhicule. En définissant le temps de crabotage comme le temps mis par les crabots 35 pour atteindre la position où le contact entre dents 9 et 10 est effectif flanc 2905437 9 sur flanc, il est bien évident que le temps le plus court sera obtenu si la configuration flanc sur flanc se présente en premier en phase de crabotage. Malheureusement, cette situation est la moins probable. Dans la plupart des cas, les crabots se retrouvent en configuration sommet de dent sur sommet 5 de dent, ce qui génère non seulement un choc, mais également une perte de temps. A titre d'illustration de ce qui précède une courbe-enveloppe 50 a également été représentée sur la figure 5. 10 La figure 6 présente différents cas possibles lors du crabotage, obtenu avec une commande du moteur 20 du mécanisme de pilotage en translation du crabot 7 de type boucle ouverte, en l'alimentant constamment à sa tension maximale. Ces cas sont autant de source de dispersion dans les temps obtenus de crabotage. La figure 6 représente différentes positions relatives 15 des deux crabots 6 et 7. Pour chaque cas, les positions se succèdent chronologiquement du haut vers le bas de la figure 6. Des flèches montrent le mouvement relatif d'une dent 10 par rapport à une dent 9. Dans le cas n 1, un contact sommet de dent sur sommet dent est obtenu favorisant l'augmentation de la vitesse angulaire entre crabots. Après ce 20 contact, les dents tombent dans leur creux respectif puis se mettent en appui flanc sur flanc. Dans le cas n 2, les dents tombent directement dans leur creux respectif puis se mettent en appui flanc sur flanc Comme expliqué précédemment le temps de crabotage est ici très court 25 mais la probabilité d'occurrence du cas n 2 est très faible. Dans le cas n 3, un contact sommet de dent sur sommet de dent est d'abord obtenu s'opposant au mouvement angulaire relatif entre crabots. Dans un premier temps, l'angle relatif continue d'augmenter se traduisant par une inversion du mouvement (donc de la vitesse) de translation entre dents 30 (remontée de la dent 10). Dans un second temps, l'angle relatif se stabilise puis diminue (donc la vitesse relative angulaire s'inverse) de telle sorte que le mouvement de translation s'inverse à nouveau (inversion de la vitesse de translation). Enfin les dents tombent dans leur creux respectif puis se mettent en appui flanc sur flanc. 2905437 10 Dans le cas n 4, comme dans le cas n 3, un contact sommet de dent sur sommet de dent est obtenu s'opposant au mouvement angulaire relatif entre crabots. Mais cette fois ci, contrairement au cas n 3, le mouvement angulaire relatif entre crabots ne s'inverse pas. Dans un premier temps le mouvement 5 de translation entre crabots s'inverse pour provoquer une remontée de la dent 10. Dans un second temps après passage en haut de la dent, le mouvement de translation s'inverse à nouveau pour provoquer une descente de la dent 10 sur la face opposée. Enfin, les dents tombent dans leur creux respectif puis se mettent en contact flanc sur flanc. 10 Parmi l'ensemble de ces situations, le cas n 3 est celui qui aboutit au temps de crabotage le plus long, notamment pour des vitesses relatives importantes. Face à cette diversité de situations et donc de dispersion et d'allongement 15 des temps de crabotage, l'invention propose notamment une commande de moteur de la chaîne d'actionnement de changement de rapport réduisant le temps de crabotage et la dispersion de ce temps suivant les situations rencontrées. 20 Les figures 7a et 7b illustrent l'effet du contact dent sur dent sur la variation de vitesse relative Aw entre deux crabots 9, 10. La figure 7a illustre le cas où la vitesse relative, en valeur absolue, augmente pendant la durée du contact. Dans ce cas quel que soit le signe de la vitesse relative Aw, le déplacement relatif en rotation 71a et en translation 71b de la dent 10 par rapport à la dent 25 9 favorise le crabotage ( rapprochement des 2 crabots ). . La figure 7a illustre les deux cas où Aw > 0 et Aw _ 0 et 8, Ob 5 0 (1) 1 o passage 84 de l'état 1 à l'état 0 : Wb > Wb seuil et Ob > 0 (2) - passage 85 de l'état 1 à l'état 2 : d d t AOc_seu;,2, 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 Mec est éloignée de la position pointe de dent sur pointe de dent, soit AOC>AOc seuil ou AOC AOc_sçeu;rz (Aw)) Critère 2 : Aa > AwseuU et (Aee A0,_seu;n (Aw) ou OBe _ OBe seu;n (Aw) ou A0, 06e_seuuz (4w)) (12) Critère 3.2 : Aw > Owseun et (Dee AOc_seu;rz (Am)) (13) 2905437 16 dent, les surfaces de contact changent et l'on se trouve alors dans l'état 1. On applique de nouveau une pleine tension U = Umax comme illustré en 95 de la figure 9. Les deux autres critères à considérer, critère 3.1 et critère 3.2 définis par les 5 relations (12) et (13), sont illustrés respectivement par les figures 13a et 13b. Dans les cas où les critères 3.1 et 3.2 sont vérifiés, on peut appliquer indifféremment la commande pleine tension U = Umax ou U = Umin, comme illustré en 97 de la figure 9, car les temps pour passer la pointe de la dent ou pour changer de signe la vitesse relative dans ces conditions sont io sensiblement identiques. On se trouve alors dans l'état 1 et l'on applique de nouveau une pleine tension U = Umax comme illustré en 95 de la figure 9. A partir de la position du barillet 0b = 0v, on se trouve dans l'état 0, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de contact dent sur dent, et on applique une commande pleine tension U = Umax. 15 En phase 4, à partir de la position 0b = 02, on débute la phase de régulation 94 de fin de course du barillet 21 sur une valeur cible correspondant à la position nominale du mode d'arrivée, comme illustré par la figure 14. 20 Les phases et les étapes de commande telles qu'illustrées par la figure 9 notamment peuvent être mis en oeuvre par le calculateur 33 pilotant le moteur 20. Une commande selon l'invention, s'appuyant sur une machine d'état des contacts dent sur dent des crabots, permet d'appliquer une commande 25 appropriée à la nature des contacts et à la position relative des dents des crabots pendant les contacts dent sur dent. Il est à noter que le calcul 93 permettant d'appliquer la commande adéquate durant la phase 3 dans le cas d'un contact s'opposant au mouvement (état 2) peut être préalablement établi et stocké sous forme de cartographie par exemple. Afin de simplifier la 30 gestion des contacts, par exemple dans le cas où le critère 3.1 ou 3.2 est vérifié ou lors d'une indétermination de la position relative, une commande par défaut peut être appliquée, U = Umax par exemple. La position angulaire 0b du barillet est notamment fourni par le capteur 30 de la figure 3, ce capteur étant initialement un capteur de position, la vitesse 35 étant obtenue en dérivant par rapport au temps les positions angulaires 2905437 17 successives du barillet, les données fournies par le capteur 30 étant prises en compte par le calculateur 33. De préférence, les signaux fournis par le capteur 30 sont suffisamment précis et échantillonnés à une fréquence suffisamment élevée. En effet, pour pouvoir calculer la vitesse de rotation du 5 barillet wb à partir de la connaissance de la position du barillet, il est nécessaire de dériver ce signal et tout bruit est systématiquement amplifié par cette opération. De plus, compte tenu du faible angle de chanfrein d, la résolution et la fréquence d'échantillonneur du capteur de position du barillet doivent être suffisante de façon à pouvoir détecter correctement les positions 10 0b correspondant aux positions dent sur dent, la distance entre les positions limites étant de ce fait faible. Le calculateur dispose par ailleurs de l'information vitesse relative entre les crabots Aw et de la connaissance de la géométrie des crabots. En particulier, un certain nombre de paramètres de commande dépendent de la 15 connaissance de la vitesse de rotation relative entre les crabots Aw. Celle-ci est suffisamment précise pour que le paramétrage de la commande permette d'obtenir les performances attendues. La cinématique de la chaîne d'actionnement permet d'utiliser soit la position angulaire du barillet 0b, soit la position en translation du crabot x, pour 20 l'estimation de la nature des surfaces de contact et de la position relative des dents des crabots en contact. Lorsque la position du barillet Ab se trouve dans l'intervalle [00, 02], la relation (7) exprime la relation entre x et 0b. En dérivant cette relation (7) par rapport au temps, on obtient une relation analogue entre la vitesse de translation des crabots Vb et la vitesse de 25 rotation du barillet (Ob. Avantageusement, la mise en oeuvre de l'invention ne nécessite pas le pilotage de la machine de traction pendant le temps du crabotage. De préférence la machine de traction est pilotée avant le crabotage afin d'aboutir à une vitesse de rotation relative entre les crabots compatibles avec 30 les exigences de tenue des dents et avec les exigences de confort et de tenue. Les deux commandes, synchronisation de vitesse angulaire par le moteur de traction d'une part et crabotage par le moteur de changement de rapport d'autre part, restent séparées. Avantageusement, la phase d'anticipation du contact dent sur dent 92 35 permet de diminuer les temps les plus longs sans pénaliser les temps les 2905437 18 plus courts, en raison notamment de l'importance de l'inertie de l'actionneur électrique devant celle du système mécanique. Les commandes appliquées dans la phase 3 de gestion des contacts dent sur dent, notamment la commande Umin appliquée pour l'état 2, peuvent être 5 remplacées par des commandes en effort crabot, donc par des commandes en courant du moteur électrique 20. Dans le cas particulier où l'un des crabots est muni de grandes dents et l'autre crabot est muni également des mêmes grandes dents et de petites dents de même forme que les grandes comme illustré par la figure 5, une 10 commande selon l'invention peut encore être appliquée. On répète alors les phases de détection et de gestion des contacts dent sur dent. Cependant, une fois que les dents du crabot mobile en translation se trouvent dans le creux des grandes dents du crabot opposé, la géométrie des crabots, notamment l'angle d'anti-lâcher des flancs des dents, permet d'assurer le 15 crabotage lorsqu'un couple est appliqué sur l'un des arbres de rotation à accoupler. Les aspects de temps de crabotage et de dispersion de ces temps ont notamment été pris en compte par les modes de pilotage décrits 20 précédemment. Conjointement au pilotage de la chaîne d'actionnement de changement de rapport, l'invention propose de piloter le moteur de traction en jeu pour aboutir à une meilleure gestion de la position et de la vitesse angulaires relatives et de translation entre les crabots, notamment lors des phases de contact dent sur dent. L'invention améliore les performances du 25 procédé décrit précédemment en pilotant le moteur de traction 20 dans les cas les plus défavorables. Ainsi, le procédé de pilotage selon l'invention porte notamment sur le pilotage du moteur ou machine de traction en s'appuyant sur la machine d'état de détection des contacts entre crabots de la figure 8 et sur le pilotage de la commande de la chaîne d'actionnement de 30 changement de rapport décrite précédemment. L'invention propose une commande de la machine de traction à partir d'une trajectoire désirée de position relative, de vitesse relative et d'accélération relative angulaires lors du contact dent sur dent de façon à coordonner l'action de la machine de traction avec celle de la chaîne d'actionnement de changement de rapport et 35 de quitter le contact dent sur dent dans des conditions données. Il est à noter 2905437 19 que le pilotage de la machine de traction lors d'un contact dent sur dent est le seul moyen d'action permettant de dégager rapidement les dents des crabots de cette position. En effet dans cette position, l'axe normal des faces de dessus de dent est pratiquement parallèle au rayon du crabot passant par 5 le point de contact de telle sorte que la vitesse au contact entre crabots est essentiellement une vitesse angulaire relative. La commande de la machine repose donc : sur la génération d'une trajectoire désirée de la position relative des dents des crabots permettant de maîtriser le temps de contact dent 10 sur dent t1 ainsi que la vitesse relative et l'accélération relative en fin de contact ; - ainsi que sur l'exploitation d'un modèle inverse permettant de calculer le couple que doit fournir la machine de traction pour suivre la trajectoire désirée, produisant ainsi un pré-positionnement. 15 La figure 15 présente une dent 9 et la courbe-enveloppe 46 des positions possibles du point O situé en milieu du sommet 44 de la dent 10 lors du contact des dents 9 et 10 pendant le crabotage, dans un système d'axes où les ordonnées représentent la position de la dent, exprimée par l'angle Ob 20 équivalente par la position en translation x, comme pour les figures 10 à 14. L'axe des abscisses représente les positions angulaires relatives entre les dents 9, 10 des crabots, ces positions sont comprises entre deux valeurs AOmax2 et AOmaxi, correspondant aux extrémités de l'enveloppe 46. Comme indiqué précédemment, la détection du contact dent sur dent se fait 25 par la machine d'état décrite relativement à la figure 8. La valeur de l'état du contact ainsi que la position du barillet 21 et les paramètres géométriques des dents des crabots permettent d'estimer la position angulaire relative AO durant le contact dent sur dent comme le montre la relation suivante, quelque soit la valeur de Ob dans l'intervalle [01, 6v] 30 Rb Ob tan(`Ymax) + x, ù x, 0B = ùsigne(Aw) (ù1)etatcoätact R tan(0) c dent d (14) Les paramètres non encore définis, Rb, et Rc_dent représentent respectivement le rayon du barillet 21, et le rayon moyen des crabots 6, 7. La 2905437 variable état_contact est égale à 1 ou à 2, valeurs correspondant respectivement à l'état 1 et à l'état 2. Le calcul permettant d'estimer la position angulaire relative n'est exécutée que s'il y a contact, c'est-à-dire si la machine d'état est dans l'état 1 ou dans 5 l'état 2, le calcul n'étant exécuté qu'après détection du contact. Lors d'un contact, pour une position de barillet 0b_contact il correspond deux positions relatives de contact dent sur dent A001 et A002, respectivement pour les états 1 et 2, illustrées par la figure 15 et données par les relations suivantes, issues de la relation (14) : A001 A002 20 10 Rb Ob contact tan('Pmax) + x, ù x, Rc dent tan(ed ) (15) Rbeb contact tan(max ) + xt ù x, Rc dent tan(Od ) 15 Le signe de la vitesse relative et l'état du contact permettent de lever l'indétermination et de savoir s'il s'agit de A001 ou A002. Il est à noter que durant la phase de détection du contact il n'y a pas d'action de la machine de traction. De plus, les phases de détection du contact et d'estimation de la position angulaire relative doivent être suffisamment rapides afin que ces 20 calculs soient représentatifs de la situation réelle des crabots et que les actions de pilotage puissent être menées dans les meilleurs délais. Ainsi, dans le cas par exemple où la vitesse relative Am > 0, il y a les correspondances données par le tableau suivant : 25 Etat du contact Position relative initiale A00 Position relative initiale 061 Etat_contact = 1 A00 = A001 A01 = Aemaxl Etat_contact = 2 Mo = A002 A01 = Aemaxl ou A61 = A6max1 Les positions relatives AOmax1 et Aemax2 sont les positions extrêmes dans l'état 30 1 et dans l'état 2, données par les relavions suivantes : Rbe,. tan(Wmax) + xi ù xl A emax l ù Rc dent tan ed ) (16) (17) 2905437 21 _ RbO, tan(Wmax) + x, ù x, Aemax2 ù R. dent tan(Od) La figure 16 présente des exemples de trajectoires désirées 161, 162, 163, 5 en fonction du temps t, respectivement pour la position angulaire relative A0, la vitesse relative Aw et l'accélération relative Ay entre les dents 9, 10, ou entre les crabots. Ces trajectoires commencent à un instant initial pris égal à 0, de début de contact, et un temps t1. Une trajectoire désirée s'exprime sous la forme d'un polynôme dont les 1 o coefficients sont déterminés à partir des conditions initiales au moment de la détection du contact dent sur dent, A00, Awo, Ayo et des conditions désirées à la fin du contact dent sur dent, A01, Aw1, Ay1 au temps t1. Ainsi, la trajectoire désirée de position relative s'exprime par exemple sous la forme d'un polynôme de degré 5 permettant de prendre en compte les trois conditions 15 initiales et les trois conditions finales de contact. Soit : AO(t)=axt5+bxt4+cxt3+dxt2+ext+f (19) Aw et Ay étant obtenues par dérivations successives : (20) Aw(t) =5axt4+4bxt3+3cxt2+2dxt+e Ay(t) = 20a x t3 + 12b x t2 + 6c x t + 2d (21) En considérant les conditions aux limites A00, Awo, Ayo, A01, Ow1, Dy1, les 25 paramètres a, b, c, d, e, f des trajectoires peuvent être calculés. Les coefficients a, b, c sont notamment fonction du temps t1. Ce temps t1 représente la durée désirée de contact dent sur dent. La valeur de t1 ainsi que celle des conditions finales 001, Aw1, Ay1 sont laissées au choix de l'utilisateur. Toutefois, la valeur de la position angulaire relative à la fin du 30 contact A01 correspond à l'une des positions extrêmes de contact dent sur dent AOmaxl ou AOmax2 comme l'illustre la figure 15. La valeur de vitesse angulaire relative Aw1 est comprise dans une plage acceptable, par exemple IAw1 ~ 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 1 o 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), et en cas de contact détecté ; une troisième phase de détermination d'une trajectoire angulaire relative (161, 162, 163) entre les dents, entre un instant initial et un instant tt de fin de contact ; et une quatrième phase de calcul et d'application de l'effort à appliquer 20 (U(t)) pour suivre la trajectoire déterminée (161, 162, 163). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détermination de la trajectoire angulaire (161, 162, 163) comporte une composante définie pour la position angulaire relative (08, 161). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la trajectoire angulaire (161, 162, 163) comporte une composante définie pour la vitesse angulaire relative (Aw, 162). 30 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la trajectoire angulaire (161, 162, 163) comporte une composante définie pour l'accélération relative (Ay, 163). 25 2905437 26 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la trajectoire (161, 162, 163) est définie par des conditions de valeurs (AO1, 3,w1, Dyi) à l'instant t1. 5 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la trajectoire de position angulaire (161) est un polynôme où la variable est le temps t. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, io caractérisé en ce que la détection de la nature des contacts se fait entre deux positions (01, 01') 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) de l'autre crabot (6). 15 8. Procédé selon la revendication 7, 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 appliqué. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en 20 ce que lorsque la position du crabot mobile (7) atteint la position maximale de contact (01'), 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, 25 caractérisé en ce que l'effort appliqué est produit par un moteur (20) commandé en tension (U). 30