Brevet FR2951423A1 — publié le 20110422

PROCEDE ET INSTALLATION DE CONTRÔLE DE CONFORMITE D'UNE BOÎTE DE VITESSES PILOTEE DE VEHICULE. La présente invention concerne un procédé de contrôle de conformité d'une boîte de vitesses pilotée de véhicule, en particulier d'une boîte de vitesses de type « Mécanique Compacte Pilotée » ou « MCP », effectué sur un banc de contrôle en fin de chaîne d'assemblage des boîtes de vitesses et avant le montage de la boîte sur un véhicule. La présente invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre d'un tel procédé de contrôle de conformité. Par contrôle de conformité, on entend, dans la présente invention, les opérations qui ont pour objectif de détecter d'éventuels défauts d'usinage des composants internes de la boîte de vitesse et/ou d'éventuels défauts d'assemblage de cette dernière. Il ne s'agit pas de contrôler les prestations de la boîte de vitesses. Une boîte de vitesses pilotée comprend un arbre principal - ou arbre primaire - lié en rotation à un arbre de sortie du moteur du véhicule par un embrayage, et un arbre secondaire lié en rotation à un arbre de transmission aux roues motrices du véhicule, l'embrayage et le passage des rapports étant gérés de manière électronique. Les rapports de vitesses sont engagés par l'intermédiaire d'un « kit d'actionneurs de pilotage » monté sur le carter de la boîte de vitesses. En plus du levier de vitesses, le conducteur dispose de palettes au volant pour changer de rapport. Le passage des rapports s'effectue dans un temps très court, sans « à-coups » ; la conduite est parfaitement contrôlée, et en manoeuvre, le véhicule se montre plus maniable et plus doux. A titre d'exemple, une boîte de vitesses pilotée est décrite dans le document FR 2 891 337. Elle comprend un synchroniseur incluant un manchon mobile, un actionneur apte à déplacer ce manchon mobile pour engager un rapport, et un capteur de position de l'actionneur. Cette boîte de vitesses comprend aussi un capteur d'effort apte à délivrer un signal représentatif de l'effort appliqué par l'actionneur au manchon mobile. Le but de la présente invention est de fournir un procédé de contrôle de conformité d'une boîte de vitesses pilotée de véhicule automobile, en particulier d'une boîte de vitesses MCP, qui permette de tester la boîte de vitesses de manière complète en utilisant les actionneurs série. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel procédé, qui soit économique, notamment en permettant de minimiser les investissements de contrôle et les temps de manipulation des boîtes contrôlées. C'est également un but de la présente invention de fournir une installation pour la mise en oeuvre d'un tel procédé de contrôle de conformité, qui soit de conception et de réalisation simples, qui permette un contrôle précis et fiable, et qui soit également économique en permettant de tester 100 % de la production des boîtes de vitesses sur un banc unique placé en fin de chaîne d'assemblage. Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un procédé de contrôle de conformité d'une boîte de vitesses pilotée de véhicule comprenant un calculateur électronique pour le pilotage de l'embrayage et des actionneurs de passage des rapports de vitesses, et ce nouveau procédé comporte les étapes suivantes, prises en combinaison : - des ordres de passage de rapport de vitesse sont envoyés au calculateur électronique de la boîte de vitesses, - en réponse à chaque ordre de passage, le calculateur électronique pilote un actionneur de passage de rapport, le pilotage étant défini par une consigne de courant électrique qui dépend du type de passage de rapport, - pour chaque passage de rapport, on mesure le temps d'au moins une phase constitutive dudit passage, et - on compare la valeur de ce temps mesuré avec une fourchette de valeurs de temps prédéterminée, la boîte de vitesses étant déclarée conforme si la valeur de temps mesuré est comprise dans ladite fourchette prédéterminée. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, pour chaque passage de rapport, on mesure le temps d'une première phase du passage, dite « phase d'approche », le temps d'une seconde phase du passage, dite « phase de synchronisation » et le temps d'une troisième phase du passage dite « phase d'engagement », la boîte de vitesses étant déclarée conforme si, pour les différents passages de rapports, les trois valeurs de temps ainsi mesurées sont comprises chacune dans la fourchette prédéterminée correspondante. La boîte de vitesses pilotée est avantageusement une boîte de vitesses de type « Mécanique Compacte Pilotée » ou « MCP ». Les fourchettes de valeurs de temps prédéterminées sont avantageusement établies d'après la connaissance des passages de rapport sur véhicule et affinées d'après des essais effectués sur banc sur site. Ces fourchettes de valeurs de temps prédéterminées peuvent être régulièrement mises à jour, en particulier en fonction des nouvelles démultiplications dans des temps de synchronisation différents. La présente invention a également pour objet une installation de contrôle de conformité d'une boîte de vitesses pilotée de véhicule pour la mise en oeuvre du procédé de contrôle décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. Cette installation comporte : - un banc de contrôle destiné à recevoir la boîte de vitesses à contrôler, - un automate, associé au banc de contrôle, ayant pour fonction d'envoyer au calculateur électronique de la boîte de vitesses les ordres de passage de rapports, et une unité de traitement électronique des données, qui gère les valeurs de temps mesurées et décide de la 35 conformité ou non de la boîte de vitesses. De préférence, les ordres de passage de rapports sont envoyés au calculateur électronique de la boîte de vitesses par l'intermédiaire d'un réseau de type CAN (acronyme de « Controller Area Network »). Cette installation est située en fin de chaîne de montage des boîtes de vitesses. La présente invention a enfin pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile, dans lequel la boîte de vitesses pilotée comprend un calculateur électronique de pilotage des actionneurs de passage des rapports qui comporte un ensemble de consignes figées intégrées définissant ledit pilotage, et ladite boîte de vitesses a été contrôlée selon un procédé conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 représente, de manière schématique, l'architecture générale de l'installation de contrôle de conformité de boîtes de vitesses MCP, selon la présente invention, - les figures 2A, 2B et 2C sont des graphes qui représentent, en fonction du temps, les paramètres du pilotage de l'actionneur de passage de rapport de vitesses, selon la présente invention également, et - la figure 3 est une vue plus détaillée du graphe 2B représentant le courant de commande du pilotage de l'actionneur de passage. En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, de manière schématique, une boîte de vitesses pilotée, de type MCP par exemple, de référence générale 1, en position de contrôle sur un banc de contrôle 2 situé en fin de chaîne d'assemblage des boîtes de vitesses, par conséquent avant le montage de la boîte sur un véhicule. La boîte de vitesses 1 est gérée par un calculateur, de référence 5, qui a pour fonction, notamment, de piloter l'actionneur de boîte assurant le passage et la sélection des rapports et de piloter l'actionneur d'embrayage assurant l'ouverture et la fermeture de l'embrayage. La référence 3 désigne un automate associé au banc de contrôle 1, et la référence 4 une unité de traitement électronique de données, de type calculateur électronique ou PC. Le procédé de l'invention pour contrôler la conformité d'une boîte de vitesses pilotée 1 comporte les étapes suivantes . - des ordres de passage de rapport de vitesse sont envoyés au calculateur électronique 5 de la boîte de vitesses 1 par l'automate 3 programmé à cette fin, comme représenté symboliquement par la flèche OP de la figure 1, - en réponse à chaque ordre de passage, le calculateur électronique 5 pilote un actionneur de passage de rapports, le pilotage de l'actionneur étant défini, comme décrit en détail plus loin dans le texte, par une consigne de courant intégrée au calculateur électronique 5 et dépendant du type de passage de rapport, - pour chaque passage de rapport, on mesure le temps d'au moins une phase constitutive dudit passage, et - on compare la valeur de ce temps mesuré avec une fourchette de valeurs de temps prédéterminée, la boîte de vitesses étant déclarée conforme si la valeur de temps mesuré est comprise dans ladite fourchette prédéterminée. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, on mesure trois temps différents, qui sont les temps suivants (voir figure 2B) . - le temps TA d'une première phase du passage, dite 30 « phase d'approche », - le temps TS d'une seconde phase du passage, dite « phase de synchronisation », et - le temps TE d'une troisième phase du passage TE, dite « phase d'engagement », 35 La boîte de vitesses 1 est déclarée conforme si, pour les différents passages de rapports, les trois temps TA, TS et TE ainsi mesurés sont compris chacun dans une fourchette de temps prédéterminée correspondante. On a représenté sur les figures 2A à 2C les données du pilotage de l'actionneur de passage de rapports de vitesses. La figure 2A reproduit le graphe Pt du positionnement P de l'actionneur en fonction de temps t, à savoir entre les trois seuils calibrés correspondants au désengagement D, à la position neutre N et à l'engagement E. La figure 2C reproduit le graphe V(t) de la vitesse de l'arbre primaire de la boîte de vitesses en fonction du temps t, c'est-à-dire la vitesse de l'arbre relié à l'axe de sortie du moteur du véhicule par l'intermédiaire de l'embrayage. La référence Vfs désigne le régime de fin de synchronisation. La consigne de courant de commande It de pilotage de l'actionneur est une consigne fixée en fonction du type de passage de rapport. Elle est représentée sur la figure 2B, et plus en détail sur la figure 3, dans laquelle : To est le temps de départ du passage de rapport, Tl est le temps du franchissement du désengagement (D) de l'actionneur, T2 est le temps du franchissement de la position neutre (N), T3 est le temps de fin de synchronisation, l'arbre primaire a atteint sa vitesse finale, T4 est le temps de franchissement du seuil d'engagement, et T5 est le temps de fin de passage du rapport. Cette consigne fixe de courant peut être décomposée en 30 phases successives, dans lesquelles : la est le courant de décrabotage, Ib le courant d'approche de la synchronisation, le le courant d'armement du synchronisateur, Id le courant de synchronisation, et 35 le le courant de maintien du rapport. La référence « temp » désigne le temps de temporisation. L'installation de contrôle, telle que représentée schématiquement sur la figure 1, est située en fin de chaîne de montage des boîtes de vitesses. Les boîtes de vitesses sont ainsi contrôlées avant leur montage sur véhicule. Les ordres de passage sont envoyés par l'automate 3 du banc de contrôle 2 par l'intermédiaire d'un réseau de type CAN au calculateur électronique 5 de la boîte de vitesses 1. Les actionneurs de la boîte de vitesses 1 effectuent les opérations de pilotage et renvoient les résultats des mesures à l'unité de traitement électronique des données 4 de l'automate 3, qui gère les valeurs de temps mesurées en les comparant, en particulier, à des valeurs prédétermines, et décide de la conformité ou non de la boîte de vitesses 1. Le calculateur électronique 5 de la boîte de vitesses 1 est programmé selon un logiciel spécifique pour la commande en courant de l'actionneur de passage de rapport décrite précédemment. L'unité de traitement électronique 5 de l'automate 3 est programmée pour comparer les valeurs mesurées des temps TA, TS et TE avec les fourchettes de temps prédéterminées correspondantes mentionnées plus haut. On notera que ces fourchettes de valeurs de temps prédéterminées sont établies d'après la connaissance des passages de rapport sur véhicule et affinées d'après des essais effectués sur banc sur site. Elles peuvent être régulièrement mises à jour, en particulier en fonction des nouvelles démultiplications dans des temps de synchronisation différents. Le procédé et l'installation décrits ci-dessus présentent de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants . - ils permettent de tester les boîtes de vitesses complètes en utilisant les actionneurs « série », - ils permettent de tester 100% de la production des 35 boîtes de vitesses sur un banc de contrôle unique, ce qui constitue un avantage économique par la réduction des investissements de contrôle et des temps de manipulation des boîtes de vitesses. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle de conformité d'une boîte de vitesses pilotée (1) de véhicule comprenant un calculateur électronique (5) pour le pilotage de l'embrayage et des actionneurs de passage des rapports de vitesses, caractérisé en ce que ledit procédé comporte les étapes suivantes, prises en combinaison : - des ordres de passage (OP) de rapport de vitesses 10 sont envoyés au calculateur électronique (5) de la boîte de vitesses (1), - en réponse à chaque ordre de passage, le calculateur électronique (5) pilote un actionneur de passage de rapport, le pilotage étant défini par une consigne de courant 15 électrique (If) qui dépend du type de passage de rapport, - pour chaque passage de rapport, on mesure le temps d'au moins une phase constitutive dudit passage, et - on compare la valeur de ce temps mesuré avec une fourchette de valeurs de temps prédéterminée, la boîte de 20 vitesses (1) étant considérée conforme si la valeur de temps mesuré est comprise dans ladite fourchette prédéterminée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour chaque passage de rapport, on mesure le temps d'une première phase du passage (TA), dite « phase 25 d'approche », le temps d'une seconde phase du passage (TS), dite « phase de synchronisation », et le temps d'une troisième phase du passage (TE), dite « phase d'engagement », la boîte de vitesses (1) étant considérée conforme si, pour les différents passages de rapports, 30 chacun des trois temps (TA, TS, TE) ainsi mesurés est compris dans la fourchette prédéterminée correspondante. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite boîte de vitesses pilotée (1) est une boîte de vitesses de type « Mécanique Compacte 35 Pilotée » ou « MCP ». 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les fourchettes de valeurs de temps prédéterminées sontétablies d'après la connaissance des passages de rapport sur véhicule et affinées d'après des essais effectués sur banc sur site. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les fourchettes de valeurs de temps prédéterminées sont régulièrement mises à jour, en particulier en fonction des nouvelles démultiplications dans des temps de synchronisation différents. 6. Installation de contrôle de conformité d'une boîte de vitesses pilotée (1) de véhicule pour la mise en oeuvre du procédé de contrôle conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte : - un banc de contrôle (2) destiné à recevoir la boîte de vitesses (1) à contrôler, - un automate (3), associé au banc de contrôle (2), ayant pour fonction d'envoyer au calculateur électronique (5) de la boîte de vitesses (1) les ordres de passage (OP) de rapports, et - une unité de traitement électronique des données 20 (4), qui gère les valeurs de temps mesurées et décide de la conformité ou non de la boîte de vitesses (1). 9. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits ordres de passage (OP) de rapports sont adressés audit calculateur électronique (5) via un réseau 25 CAN. 10. Installation selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisée en ce qu'elle est située en fin de chaîne de montage des boîtes de vitesses. 11. Véhicule, en particulier véhicule automobile, 30 caractérisé en ce que la boîte de vitesses pilotée (1) comprend un calculateur électronique (5) de pilotage des actionneurs de passage des rapports qui comporte un ensemble de consignes fixes définissant le courant de commande dudit pilotage, et en ce que ladite boîte de vitesses (1) a été 35 contrôlée selon un procédé de contrôle conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5.