Brevet FR2901335A1 — publié le 20071123

La cloche 8 porte également un diaphragme 13 se présentant sous forme d'une pièce conique sensiblement flexible et retenue par des plots tels que le plot 14. Ce diaphragme comprend un bord circulaire interne, proche de l'arbre primaire 4 et repéré par 16, et un bord circulaire externe, 18, éloigné de l'arbre primaire, et venant en appui sur le plateau de pression 9. Un actionneur non représenté est apte à venir en appui sur le bord interne 16 parallèlement à l'axe AX pour diminuer la pression appliquée par le plateau de pression 9 sur le disque 2, ce qui permet de modifier en conséquence le couple transmissible par cet embrayage. Plus particulièrement, lorsque l'actionneur exerce une pression sur le bord interne 16, il tend à aplatir le cône formant le diaphragme 13, ce qui diminue la pression exercée par le bord externe 18 sur le plateau de pression 9, et réduit ainsi la pression appliquée sur le disque. Au contraire, lorsque la pression exercée par l'actionneur diminue, le 15 diaphragme tend à prendre sa forme conique naturelle, ce qui augmente la pression appliquée sur le disque par son bord externe. En phase de glissement de l'embrayage, c'est-à-dire lorsque les vitesses de rotation de l'arbre moteur et de l'arbre primaire diffèrent, le couple transmis aux roues du véhicule est directement lié à la position de 20 l'actionneur, c'est-à-dire à la pression qu'il exerce sur le bord interne. Dans les embrayages robotisés connus, le couple transmissible est estimé à partir d'une cartographie liant le niveau de couple à la position de l'actionneur, pour des conditions de fonctionnement déterminées. Cette cartographie est par exemple déterminée par des essais lorsque l'embrayage 25 est froid. Cependant, ce procédé connu est imprécis et entraîne des erreurs car le couple peut varier du simple au double pour une même position de l'actionneur, notamment suite à une sollicitation importante de l'embrayage. En matière de pilotage de l'embrayage, le manque de précision dans 30 la détermination de la relation liant la position de l'actionneur au couple transmissible constitue un obstacle important. En effet, une connaissance erronée du couple transmissible avant fermeture de l'embrayage peut provoquer, lors de la fermeture, des à-coups et générer des oscillations des éléments de la chaîne de transmission du véhicule, ce qui constitue un désagrément pour les occupants du véhicule. D'autre part, dans le cadre de la commande du véhicule en couple à la roue, qui vise à délivrer aux roues motrices du véhicule un couple correspondant à l'inclinaison de la pédale d'accélérateur, il est nécessaire de connaître, pour un couple à la roue souhaité, la position que doit occuper l'actionneur. Cette détermination doit être faite avec précision. Par exemple, lorsque le véhicule doit monter un trottoir, l'utilisateur agit uniquement sur la pédale d'accélérateur, de sorte qu'il est indispensable, dans ce cas, que le couple transmis aux roues motrices corresponde au mieux avec la position de la pédale. Le but de l'invention est de proposer un procédé de commande d'embrayage dans lequel la détermination de la relation liant le couple à la position de l'actionneur est effectuée de façon simple et précise. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de pilotage, dans une unité de commande, d'un embrayage robotisé interposé entre un arbre moteur et un arbre primaire, dans lequel on détermine en temps réel une relation entre une valeur de couple transmissible par l'embrayage et une position d'un actionneur apte à ouvrir ou fermer cet embrayage, soit en déterminant une position correspondant à un couple souhaité, soit en déterminant un couple correspondant à une position courante, dans lequel on détermine des valeurs représentatives de températures de fonctionnement de l'embrayage, et l'on utilise une cartographie liant le couple à la position lorsque l'embrayage fonctionne à froid, et dans lequel la relation est déterminée en entrant dans la cartographie soit la valeur de position courante, soit la valeur de couple souhaitée, corrigée avec un premier correctif, et en corrigeant, avec un second correctif, soit une valeur de couple, soit une valeur de position, correspondant selon la cartographie à la valeur d'entrée. L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, implémenté en temps discrétisé, dans lequel : a) le couple transmissible ainsi que des valeurs de température sont initialisées à des valeurs prédéterminées lorsque l'embrayage est resté fermé pendant un temps supérieur à une durée minimale ; b) les valeurs de température sont actualisées en prenant en compte des valeurs d'inertie thermique de l'embrayage ainsi que la puissance thermique résultant du produit d'une valeur de couple précédente par la vitesse de glissement de l'embrayage fournie par des capteurs de vitesse de l'arbre moteur et de l'arbre primaire; c) la valeur de couple transmissible est actualisée soit avec la valeur de couple souhaité, soit avec la valeur de couple déterminée à partir de la position courante. L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel le couple est déterminé en corrigeant la position courante avec un correctif additif, en lisant dans la cartographie une valeur de couple transmissible correspondant à la position corrigée, et en appliquant à la valeur de couple lue un correctif multiplicatif. L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel la position est déterminée en corrigeant le couple souhaité avec un correctif multiplicatif, en lisant dans la cartographie une valeur de position correspondant au couple souhaité corrigé, et en appliquant à la position lue un correctif additif. L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel les valeurs de température correspondent, d'une part, à un écart dit rapide entre la température des pièces de friction de l'embrayage et une température environnante de l'embrayage, et d'autre part, à un écart dit lent entre la température de l'ensemble des pièces tournantes de l'embrayage et une température environnante de l'embrayage. L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel la température environnante est une combinaison de la température de l'air dans le compartiment moteur et de la température du liquide de refroidissement du moteur, ces températures étant fournies par des sondes thermiques. L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel le correctif additif dépend également de la vitesse de glissement de l'embrayage. L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel le correctif multiplicatif est déterminé à partir du produit de l'écart lent par un premier coefficient prédéterminé, augmenté de la valeur 1, et/ou dans lequel le correctif additif est déterminé à partir du produit de l'écart rapide par un second coefficient prédéterminé, éventuellement augmenté du produit de la vitesse de glissement par un troisième coefficient prédéterminé. L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel chaque correctif est borné pour évoluer entre un maximum et un minimum. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux figures annexées. La figure 1 est une vue en coupe partielle d'un embrayage connu déjà décrite ; La figure 2 est une représentation schématique du procédé selon l'invention. L'idée à la base de l'invention est de prendre en compte des valeurs de température de fonctionnement de l'embrayage dans le procédé de commande, afin d'améliorer la détermination de la relation liant la position de l'actionneur au couple transmissible. En cours d'utilisation, l'embrayage tend à chauffer lorsqu'il glisse, c'est-à-dire lorsque les arbres moteur et primaire tournent à des vitesses différentes, du fait de la puissance thermique générée par les frottements des surfaces de friction du disque 12 sur le plateau de friction 9 et du disque 7 sur le volant moteur 6. La puissance thermique générée par ces frottements dépend directement du produit du couple transmis par l'embrayage, noté C , par la vitesse de glissement, notée Acw . Cette vitesse de glissement Acw est la différence entre la vitesse de rotation de l'arbre moteur et celle de l'arbre primaire. L'échauffement des surfaces de frottement se dissipe dans l'ensemble des pièces tournantes, par conduction thermique, ce qui provoque l'échauffement de ces pièces tournantes. Ces pièces tournantes sont refroidies par convection par l'air qui les entoure, et par conduction thermique avec les arbres moteur et primaire. Le procédé selon l'invention est illustré schématiquement en figure 2. Il consiste à utiliser une cartographie liant le couple transmissible à la position de l'actionneur lorsque l'embrayage fonctionne à froid, en corrigeant les valeurs de couple et de position de cette cartographie avec des correctifs dépendant des températures auxquelles fonctionne l'embrayage à l'instant considéré. Pour une position donnée de l'actionneur notée P , l'estimation du couple transmissible C est effectuée en appliquant d'abord à la position de l'actionneur, un correctif additif noté K+, ce qui correspond au noeud repéré par B1 dans le schéma de la figure 2. Une valeur de couple, notée Ccarto , est ensuite déterminée à partir de cette position corrigée, avec la cartographie de l'embrayage à froid, ce qui correspond au bloc B2. Ensuite, le couple transmissible estimé C est obtenu en appliquant à la valeur de couple Ccarto , un correctif multiplicatif noté Kx , ce qui correspond au noeud B3 de la figure 2. La détermination de la relation liant le couple à la position est ainsi résumée par l'expression : C = Kx x Ccarto (P+ K+) (i). Les correctifs K+ et Kx dépendent tous deux des valeurs représentatives de la température de fonctionnement de l'embrayage, et ils 25 sont déterminés au bloc B4. Les valeurs de température de l'embrayage sont actualisées en permanence au moyen d'un modèle thermique de l'embrayage, à partir notamment de la puissance thermique dissipée par frottement dans l'embrayage, et du pouvoir de dissipation thermique de l'environnement de 30 l'embrayage. Ces valeurs de température correspondent avantageusement à deux écarts de température déterminés au bloc B5. Un écart dit rapide, noté ATrapzde correspond à la différence entre la température des pièces de friction de l'embrayage, et la température environnante. Un écart dit lent, noté Oient, correspond à la différence entre la température moyenne de l'ensemble des pièces tournantes de l'embrayage, et la température environnante. La température environnante est fournie par une sonde thermique mesurant la température de l'air situé dans le compartiment moteur, ou bien la température du liquide de refroidissement du moteur, ou encore une combinaison de ces deux températures. La puissance thermique générée par le glissement de l'embrayage est déterminée à partir de la vitesse de glissement Acw , résultant par exemple de capteurs de vitesses équipant l'arbre moteur et l'arbre primaire, et d'une dernière valeur de couple transmissible estimée C à un instant précédent. Partant des écarts Oient et ATrapide, les correctifs Kxet K+sont déterminés selon les relations : Kx = K1ATient +1;K+ =K2A7 pyde+K3ow , dans lesquelles les termes K1, K2 et K3 sont calibrés pour représenter les variations obtenues lors d'essais sur véhicule ou simulations de l'embrayage. Le terme K3 qui permet de prendre en compte la vitesse de glissement est optionnel. Le procédé selon l'invention est par exemple implémenté en temps discrétisé, dans une unité logique reliée à différentes sondes et capteurs, cette unité comprenant un processeur et des moyens de mémorisation. Dans ce cas, les écarts Oient et ATrapzde sont initialisés à zéro, par exemple lors du démarrage du véhicule après une durée d'arrêt suffisante, la valeur du couple transmis C étant alors elle initialisée à une valeur maximale correspondant à l'état pour lequel l'embrayage est fermé. En effet, lorsque l'embrayage n'a pas subi d'échauffement, ses 30 températures sont homogènes. En conséquence, les écarts de températures Aient et ATrapide sont nuls, de sorte que le correctif multiplicatif vaut alors 1 et que le correctif additif vaut alors O. A un instant courant, noté tn, l'énergie thermique produite durant le dernier intervalle de temps écoulé est déterminée à partir de la vitesse de glissement Acw à l'instant courant tn, et du couple transmissible C qui a été estimé à l'instant précédent tn-1. A partir de cette énergie thermique, et d'autres valeurs thermiques, telles que la température environnante à l'instant tn, et des valeurs des écarts Oient et ATrapide à l'instant précédent tn_1, le modèle thermique détermine les valeurs des écarts Oient et ATrapide à l'instant tn. L'estimation du couple transmissible, à partir de la position courante de l'actionneur consiste alors à utiliser la cartographie à froid en appliquant ces correctifs thermiques, comme indiqué plus haut, conformément à la relation : C=KxxCcarto(P+K+) (i). A l'itération suivante, notée tn+1, le couple transmissible estimé pour t, sera utilisé pour déterminer l'énergie thermique dissipée par glissement. Dans l'exemple ci-dessus, le procédé est utilisé pour déterminer une valeur de couple transmissible C à partir d'une position de l'actionneur P donnée. Mais le procédé est inversible : il permet également de déterminer une position P de l'actionneur à partir d'une valeur de couple transmissible C souhaitée. Dans ce cas, à partir des correctifs Kx et K+ déterminés comme indiqué plus haut, à partir des écarts Oient et ATrapide donnés par le modèle thermique, la position P est obtenue en divisant la valeur de couple souhaité par le correctif Kx, en lisant dans la cartographie une valeur de position correspondant au couple souhaité corrigé, et en corrigeant cette valeur position en lui retranchant le coefficient K. Cette détermination est résumée par la relation suivante : Cx x ùK+ (ii) K i Comme le montrent les relations (i) et (ii), la détermination des termes Kx et K+, à partir des valeurs thermiques déterminées par le modèle thermique, en association avec la cartographie à froid, permet de déterminer aussi bien une valeur de couple transmissible C correspondant à une position P courante de l'actionneur, qu'une valeur de position P correspondant à une valeur de couple transmissible C souhaitée. Le terme K+ correspond au décalage du point de léchage de l'embrayage, ce point de léchage correspondant à une position à laquelle le couple transmissible est nul, mais pour laquelle un faible écart par rapport à cette position conduirait à un couple transmissible non nul. L'écart de température ATrapide est dit rapide du fait que ses variations peuvent être rapides, car il reflète la température des pièces de friction dont la température dépend presque directement de la sollicitation de l'embrayage. En d'autres termes, les pièces de friction seules ont une faible inertie thermique : dès que l'embrayage glisse, ou patine, leur température augmente rapidement. A titre d'ordre de grandeur, la constante de temps de l'écart rapide ATrapide , c'est-à-dire l'intervalle de temps à l'issue duquel il est susceptible d'avoir varié significativement est de l'ordre de la seconde. Le terme Kx correspond à un taux de dérive du couple transmissible qui est conditionné par la température moyenne des pièces rotatives de l'embrayage, à savoir l'écart de température dit lent Oient . L'écart de température Oient est dit lent du fait que son évolution est nécessairement lente, car il reflète la température moyenne de l'ensemble des pièces tournantes de l'embrayage. En d'autres termes, l'ensemble des pièces tournantes a une inertie thermique élevée, de sorte que lorsque l'embrayage est glissant, la température moyenne de l'ensemble des pièces tournantes augmente lentement. La constante de temps de l'écart lent, c'est-à-dire l'intervalle de 9 P 1 carto temps à l'issue duquel il est susceptible d'avoir varié significativement est de l'ordre de dix secondes. Ces variations des écarts lent et rapide Oient et ATrapide sont estimées, au fil du fonctionnement de l'embrayage par le modèle thermique qui est par exemple implémenté dans l'unité de commande ou dans une unité dédiée. Ce modèle thermique est par exemple déterminé à partir d'une modélisation numérique de l'embrayage, prenant en compte notamment les capacités calorifiques de ses différents constituants. Cette modélisation numérique qui permet ainsi de connaître, au fil du temps, la ou les températures de cet embrayage en fonction de la puissance thermique dissipée par frottement et de la température de son enivronnement, est synthétisée en un modèle thermique pouvant être implémenté dans une unité embarquée dans le véhicule. En ce qui concerne les correctifs Kx et K+ il sont avantageusement saturés afin d'éviter que le système ne diverge. En d'autres termes, les termes correctifs sont conditionnés par les relations données plus haut, à savoir : Kx = KIATient +1; K+ =K2ATdp,de+K3ow, mais ces termes sont bornés entre une valeur maximale et une valeur minimale, au-delà desquelles ils ne peuvent évoluer, quelles que soient les valeurs des écarts de température et 20 des vitesses de glissement. La détermination des différents paramètres mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention, à savoir les termesK1, K2 etK3, ainsi que la cartographie est effectuée à partir d'essais sur véhicule ou de simulations numériques du comportement de l'embrayage lors d'échauffements. 25 La cartographie de l'embrayage à froid, ou statique, peut être établie en effectuant des essais ou simulations au cours desquels on détermine pour différentes positions de l'actionneur, alors que l'embrayage est froid, la valeur du couple que l'embrayage est capable de transmettre. Les coefficientsK1, K2 et K3, sont également déterminés en 30 effectuant des essais ou des simulations. Ces essais ou simulations consistent par exemple à prédéfinir plusieurs niveaux d'écarts de température ATlent et ATrapide Ils consistent par exemple à déterminer, pour chaque couple de valeurs ATlent et ATrapide, la valeur de couple que l'embrayage est capable de transmettre pour différentes positions de l'actionneur. Les termes Kl, K2 et K3, sont ensuite optimisés pour correspondre au mieux avec les résultats de ces essais ou simulations. Le procédé selon l'invention étant basé sur une détermination à partir d'essais des paramètres de la loi de comportement, de multiples facteurs influant sur la relation liant le couple transmissible sont pris en compte. Ces facteurs sont notamment la dilatation thermique des pièces mécaniques, le niveau d'échauffement qui entraîne une déformation temporaire des pièces mécaniques, la température des pièces de friction dont dépend le coefficient de friction, ainsi que les effets centrifuges entraînant une modification du niveau de pression sur le plateau. REVENDICATIONS 1. Procédé de pilotage, dans une unité de commande, d'un embrayage robotisé interposé entre un arbre moteur et un arbre primaire (4), dans lequel on détermine en temps réel une relation entre une valeur de couple (C ) transmissible par l'embrayage et une position (P) d'un actionneur apte à ouvrir ou fermer cet embrayage, soit en déterminant une position (P) correspondant à un couple (C ) souhaité, soit en déterminant un couple (C ) correspondant à une position (P) courante, dans lequel on détermine des valeurs (ATrapide, oient) représentatives de températures de fonctionnement de l'embrayage, et l'on utilise une cartographie liant le couple (Ccarto) à la position (Part ) lorsque l'embrayage fonctionne à froid, et dans lequel la relation est déterminée en entrant dans la cartographie soit la valeur de position (P ) courante, soit la valeur de couple (C ) souhaitée, corrigée avec un premier correctif (K+ , Kx), et en corrigeant, avec un second correctif (ùK+, Kx ), soit une valeur de couple (Ccarto ), soit une valeur de position (Part ), correspondant selon la cartographie à la valeur d'entrée. 2. Procédé selon la revendication 1, implémenté en temps discrétisé, dans lequel : a) le couple transmissible (C ) ainsi que des valeurs de température (ATrapide, oient) sont initialisés à des valeurs prédéterminées lorsque l'embrayage est resté fermé pendant un temps supérieur à une durée minimale ; b) les valeurs de température (ATrapide, ATient) sont actualisées en prenant en compte de l'inertie thermique de l'embrayage ainsi que la puissance thermique résultant du produit d'une valeur de couple précédente par la vitesse de glissement (Acw) de l'embrayage fournie par des capteurs de vitesse de l'arbre moteur et de l'arbre primaire (4) ;c) la valeur de couple transmissible (C ) est actualisée soit avec la valeur de couple souhaitée, soit avec la valeur de couple déterminée à partir de la position (P) courante. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le couple (C ) est déterminé en corrigeant la position courante (P) avec un correctif additif (K+ ), en lisant dans la cartographie une valeur de couple transmissible (Ccarto) correspondant à la position corrigée (P+K+), et en appliquant à la valeur de couple (Ceart0) lue un correctif multiplicatif (C = Kx x Ccarto ). 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la position (P ) est déterminée en corrigeant le couple souhaité (C ) avec un correctif multiplicatif 1 ( x ), en lisant dans la cartographie une valeur de position (Part ) K correspondant au couple souhaité corrigé (C x Kx ), et en appliquant à la position (Part ) lue un correctif additif (P = Pcarto ùK+ ) 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les valeurs de température correspondent, d'une part, à un écart dit rapide (ATrapide) entre la température des pièces de friction de l'embrayage (2, 7, 12) et une température environnante de l'embrayage, et d'autre part, à un écart dit lent (ATlent) entre la température de l'ensemble des pièces tournantes (6, 8, 9, 3, 13) de l'embrayage et une température environnante de l'embrayage. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la température environnante est une combinaison de la température de l'air dans le compartiment moteur et de la température du liquide de refroidissement du moteur, ces températures étant fournies par des sondes thermiques. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le correctif additif (K+,ùK+) dépend également de la vitesse de glissement (Acw) de l'embrayage. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le correctif multiplicatif (Kx) est déterminé à partir du produit de l'écart lent(ATlent) par un premier coefficient prédéterminé (K1), augmenté de la valeur 1 (Kx = K1ATient +1), et/ou dans lequel le correctif additif (K+) est déterminé à partir du produit de l'écart rapide (ATrapide) par un second coefficient (K2) prédéterminé, éventuellement augmenté du produit de la vitesse de 5 glissement (Aw) par un troisième coefficient (K3) prédéterminé (K+ =K,ATdp~ae+K34w ). 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel chaque correctif (K+ , Kx , Kx, ùK+) est borné pour évoluer entre un maximum et un minimum. 10