Brevet FR2977647A1 — publié le 20130111

PROCEDE DE DECOLLAGE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE MUNI D'UNE BOÎTE DE VITESSES A DOUBLE EMBRAYAGE ET VEHICULE ASSOCIE [01] DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION s [02] L'invention concerne un procédé de décollage d'un véhicule automobile muni d'une boîte de vitesses à double embrayage ainsi que le véhicule associé. On rappelle que le décollage correspond à la situation de vie du véhicule dans laquelle le véhicule passe d'une vitesse nulle à une vitesse non nulle. L'invention a notamment pour but de filtrer des acyclismes Io de la boîte de vitesses lors du décollage du véhicule. [03] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des véhicules munis d'une boîte de vitesses à double embrayage, appelée aussi boîte de vitesses DCT (« Dual Clutch Transmission » en anglais). 15 [04] ETAT DE LA TECHNIQUE [5] Ces boîtes de vitesses comportent de façon connue en soi deux arbres primaires concentriques ou indépendants associés chacun à un embrayage ou tout organe assurant la transmission du couple, ainsi que deux arbres secondaires en relation avec un différentiel de train de roues. 20 Des paires de pignons menant et récepteur formant les rapports de vitesses sont installés entre les arbres primaires et les arbres secondaires. [6] La spécificité de ce type de transmission est de pouvoir répartir la puissance délivrée par le moteur sur les deux arbres primaires indépendants, au moyen des deux embrayages. Les deux arbres primaires peuvent être 25 simultanément engagés sur des rapports différents, afin de réaliser des changements de rapport sous couple, c'est-à-dire sans interruption de l'accélération du véhicule. [7] Cependant, les boîtes de vitesses de ce type peuvent subir des problèmes d'acyclisme notamment lors d'une situation de décollage du 30 véhicule. On entend par acyclisme des vibrations non désirées d'au moins une partie de la boîte de vitesses qui se traduit par une variation du couple transmis par un embrayage autour du couple de consigne appliqué à cet embrayage. [8] Les problèmes d'acyclisme engendrent des vibrations et du bruit associé (phénomène dit de broutement). Ce phénomène de broutement s cause des problèmes de confort des passagers du véhicule ainsi que des problèmes de tenue mécanique. En effet, l'acyclisme sollicite en fatigue certains composants du moteur et de la boîte de vitesses. [9] La Figure 1 montre, en fonction du temps, l'évolution du couple CT transmis à un premier arbre primaire, de la consigne CE1 de couple du Io premier embrayage, du couple du moteur CM, de la consigne CE2 de couple du deuxième embrayage, du régime moteur RM, du régime RAP1 du premier arbre primaire, du régime RAP2 du deuxième arbre primaire lors de la mise en oeuvre d'un procédé de décollage selon l'état de la technique. [10] Plus précisément, à l'instant t0, le véhicule entre dans une phase ls de décollage réalisée uniquement via la fermeture du premier embrayage, la consigne CE2 du deuxième embrayage restant nulle. Le couple du moteur CM est constant sur toute la durée de la phase de décollage du véhicule, de sorte que le décollage du véhicule est réalisé par une fermeture progressive du premier embrayage permettant de transmettre un couple CT sur le 20 premier arbre primaire. On note que, entre les instants t1 et t2, le couple CT transmis au premier arbre primaire oscille autour de la consigne CE1 de couple. Ces oscillations, observables sur la période BR, correspondent au phénomène d'acyclisme de la boîte de vitesses. Le régime RAP1 du premier arbre primaire et le régime du moteur RM subissent des oscillations qui 25 résultent du phénomène d'acyclisme. [11] Le document US6463821 décrit un procédé de filtrage des acyclismes de décollage d'une boîte de vitesses de type DCT. Ce procédé propose de faire décoller le véhicule avec les deux embrayages afin d'améliorer le passage de la première vitesse vers la deuxième vitesse et de 30 réduire la sollicitation énergétique du premier embrayage au décollage. Ce procédé est de nature préventive dans la mesure où les embrayages sont systématiquement activés par anticipation du phénomène d'acyclisme lors d'un décollage, le procédé fonctionnant en boucle ouverte avec des valeurs de couples d'embrayages prédéfinies. [12] Toutefois, le phénomène d'acyclisme n'étant pas systématique, ce procédé entraine une surexploitation du deuxième embrayage. En outre, le s procédé n'est pas adapté aux situations de vie du véhicule dans lesquelles les phases d'arrêt et de mouvement du véhicule sont très rapprochées (comme par exemple dans les embouteillages). En effet, dans ces situations de vie, le décollage n'est pas forcément suivi par un changement de rapport entre la première et la deuxième vitesse. De plus, ce procédé ne permet pas Io de réduire les acyclismes occasionnés par le broutement caractéristique d'un embrayage de type sec. [13] OBJET DE L'INVENTION [14] L'invention a pour but de proposer une alternative efficace aux systèmes existants mettant en oeuvre une approche curative et non ls préventive du phénomène d'acyclisme. Par « approche curative », on entend le fait de mettre en oeuvre un procédé permettant de compenser le phénomène d'acyclisme uniquement lorsque celui-ci apparait, et non de mettre en oeuvre un procédé permettant de compenser ce phénomène par anticipation de l'apparition de celui-ci comme c'est le cas dans les 20 approches, dite « préventive » de l'état de la technique. L'invention présente également l'avantage de pouvoir filtrer les acyclismes quel que soit le type d'embrayage utilisé (sec ou humide). [15] A cet effet, selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de décollage d'un véhicule automobile muni d'une boîte de vitesses 25 comportant un premier et un deuxième arbre primaire associés chacun respectivement à un premier et un deuxième embrayage en relation avec un moteur d'un véhicule. Le procédé est caractérisé en ce que, lors d'une phase de décollage, les deux embrayages étant initialement en position ouverte, il comporte les étapes suivantes : appliquer une consigne de couple 30 progressive sur le premier embrayage, comparer le régime du premier arbre primaire avec une vitesse dynamique, calculée en fonction de la vitesse du véhicule, pour déterminer une valeur d'acyclisme de la boîte de vitesses et appliquer, lorsque la valeur d'acyclisme dépasse un seuil, dit seuil de tolérance, une consigne progressive sur le deuxième embrayage en fonction de la valeur d'acyclisme de la boîte de vitesses. [16] Selon une mise en oeuvre, si la valeur d'acyclisme est inférieure au seuil de tolérance durant toute la phase de décollage, le deuxième s embrayage n'est pas actionné. [17] Selon une mise en oeuvre, lorsqu'une consigne est appliquée sur le deuxième embrayage, le procédé comporte l'étape de diminuer la consigne du premier embrayage de sorte que la somme des deux couples soit constante. Io [018] Selon une mise en oeuvre, une durée maximum de décollage étant définie, le procédé comporte l'étape de fermer progressivement le premier embrayage et ouvrir progressivement le deuxième embrayage lorsque la durée maximum de décollage est atteinte. [19] Selon une mise en oeuvre, la vitesse dynamique est déterminée ls par la vitesse du véhicule filtrée avec un coefficient correcteur tenant compte du rapport engagé. [20] Selon une mise en oeuvre, la mesure du régime du premier arbre primaire est effectuée à l'aide d'un système temps réel. [21] Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un véhicule 20 comportant un procédé de pilotage d'un embrayage d'une boîte de vitesses à double embrayage. [22] BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [23] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont 25 données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : [24] Figure 1 (déjà décrite) : des courbes montrant l'évolution de couples et de régimes significatifs des organes d'un véhicule muni d'une boîte de vitesses à double embrayage lors de la mise en oeuvre d'un procédé de décollage selon l'état de la technique; [025] Figure 2 : une représentation schématique d'une boîte de vitesses de type DCT mettant en oeuvre du procédé de décollage selon l'invention ; et s [026] Figure 3 : des courbes montrant l'évolution de couples et de régimes significatifs des organes d'un véhicule muni d'une boîte de vitesses à double embrayage lors de la mise en oeuvre du procédé de décollage selon l'invention. [27] Les éléments identiques, similaires ou analogues, conservent les Io mêmes références d'une Figure à l'autre. [28] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION [29] La Figure 2 montre un exemple de boîte de vitesses 1 de type DCT comportant un premier et un deuxième arbres primaires API, AP2 ls associés respectivement chacun à un premier et un deuxième embrayage 2.1, 2.2 en relation avec un moteur 3. Les arbres primaires API, AP2 sont concentriques. La boîte de vitesses 1 comporte également deux arbres secondaires AS1, AS2 connectés à un différentiel 5 lui-même relié aux roues du véhicule (non représentées). Les paliers portant les arbres primaires API , 20 AP2 et les arbres secondaires AS1, AS2 sont référencés 30. [30] Des paires de pignons formant les rapports de vitesses sont installées entre les arbres primaires API, AP2 et les arbres secondaires AS1, AS2. Ces paires de pignons sont formées par un pignon fou monté sur un des arbres secondaires AS1, AS2 et un pignon lié en rotation avec un des 25 arbres primaires API , AP2. [31] Plus précisément, les pignons 7, 8 montés fous sur l'arbre secondaire AS1 engrenant respectivement avec les pignons 9 et 10 liés en rotation avec l'arbre primaire API forment les rapports de première et de septième. Les pignons 11, 12 montés fous sur l'arbre secondaire AS1 30 engrenant respectivement avec les pignons 13, 14 liés en rotation avec l'arbre primaire AP2 forment les rapports de sixième et de seconde. Les pignons 15, 16 montés fous sur l'arbre secondaire AS2 engrenant respectivement avec les pignons 17 et 10 liés en rotation avec l'arbre primaire API forment les rapports de troisième et de cinquième. Le pignon 18 monté fou sur l'arbre secondaire AS2 forme avec le pignon 13 lié en s rotation avec l'arbre primaire AP2 le rapport de quatrième. Le rapport de marche arrière est obtenu par les pignons fous 20, 21 montés respectivement sur les arbres secondaires AS1, AS2. [32] En variante, au moins un rapport de vitesse est formé par un pignon fou installé sur un des arbres primaires API, AP2 et un pignon lié en Io rotation avec un des arbres secondaires AS1, AS2. En variante, les rapports de vitesses pairs sont associés à un des arbres secondaires AS1, AS2 et les rapports de vitesses impairs sont associés à l'autre arbre secondaire AS1, AS2. [33] La boîte de vitesses comporte également des manchons de ls crabotage 24-27 associés chacun à deux rapports de vitesse. Ces manchons de crabotage 24-27 peuvent passer, par déplacement en translation le long de l'arbre sur lequel ils sont installés, d'une position crabotée dans laquelle le manchon entre en coopération avec le pignon fou pour lier en rotation le pignon fou avec l'arbre du manchon, à une position décrabotée dans laquelle 20 le manchon est dégagé du pignon fou de sorte que le pignon fou est libre en rotation sur l'arbre. En l'occurrence, le manchon 24 est installé entre le rapport de première et de septième. Le manchon 25 est installé entre le rapport de seconde et de sixième. Le manchon 26 est installé entre le rapport de troisième et de cinquième. Le manchon 27 est installé entre le 25 rapport de quatrième et la marche arrière. [34] La Figure 3 montre, en fonction du temps, l'évolution du couple CT transmis au premier arbre primaire API, de la consigne CE1 de couple du premier embrayage 2.1, du couple du moteur CM, de la consigne CE2 de couple du deuxième embrayage 2.2, du régime moteur RM, du régime RAP1 30 du premier arbre primaire API , du régime RAP2 du deuxième arbre primaire AP2 lors de la mise en oeuvre du procédé de décollage selon l'invention. [35] Durant la phase de décollage, le procédé de l'invention compare le régime RAP1 du premier arbre primaire API avec une vitesse dynamique pour déterminer l'évolution d'une valeur d'acyclisme de la boîte de vitesses 1 en fonction du temps. Par exemple, la vitesse dynamique est déterminée par la vitesse du véhicule filtrée à l'aide d'un filtre faisant intervenir un coefficient correcteur tenant compte du rapport engagé. L'acyclisme se modélise s graphiquement par des oscillations non désirées du couple CT transmis par l'embrayage autour d'un couple de consigne, en l'occurrence le couple de consigne CE1 du premier embrayage 2.1. De préférence, la vitesse dynamique est mesurée par un système de mesure temps réel apte à garantir une grande réactivité au procédé selon l'invention. On entend par Io système temps réel, le fait, pour le système, de fournir un résultat dans un délai imposé très court de l'ordre de la dizaine de milliseconde. [36] Au cours de la phase de décollage, si la valeur d'acyclisme dépasse un seuil, dit seuil de tolérance, le deuxième embrayage 2.2 est actionné et l'évolution de son couple est calculée en fonction de la valeur ls d'acyclisme. Préférentiellement, lorsqu'une consigne CE2 est appliquée sur le deuxième embrayage 2.2, le procédé comporte l'étape de diminuer la consigne CE1 du premier embrayage 2.1 de sorte que la somme des deux couples soit constante. Lorsque la valeur d'acyclisme passe sous le seuil de tolérance, le procédé comporte l'étape de fermer progressivement le premier 20 embrayage 2.1 et ouvrir progressivement le deuxième embrayage 2.2. Si la valeur d'acyclisme est inférieure au seuil de tolérance durant toute la phase de décollage, le deuxième embrayage 2.2 n'est pas actionné. [37] Ainsi, à l'instant t0, le véhicule entre dans une phase de décollage commandée par le conducteur dans laquelle la mise en mouvement du 25 véhicule est effectuée uniquement via la fermeture du premier embrayage 2.1, la consigne CE2 du deuxième embrayage 2.2 restant nulle. Le régime RAP1 du premier arbre primaire API et le régime du moteur RM subissent des oscillations résultantes du phénomène d'acyclisme. En outre, on observe que le régime RAP2 du deuxième arbre primaire AP2 est également perturbé 30 par l'acyclisme. [38] Entre les instants t0 et t1, le décollage du véhicule est réalisé en appliquant une consigne CE1 de couple sur le premier embrayage 2.1 qui évolue suivant une rampe linéaire. Un peu avant l'instant t1, le phénomène d'acyclisme commence à apparaitre dans la mesure où des oscillations du couple CT transmis apparaissent autour de la consigne CE1 de couple du premier embrayage 2.1. Toutefois, la valeur d'acyclisme étant inférieure au seuil de tolérance, le procédé n'active pas le deuxième embrayage 2.2 pour s filtrer l'acyclisme. [39] A l'instant t1, la valeur d'acyclisme devient supérieure au seuil de tolérance de sorte que le procédé met en oeuvre une stratégie de filtrage de l'acyclisme. A cet effet, une consigne CE2 de couple est appliquée sur le deuxième embrayage 2.2 tout en réduisant la consigne CE1 de couple du Io premier embrayage 2.1 de manière à conserver aux roues le couple demandé par le conducteur. Cette stratégie permet de limiter le phénomène d'acyclisme qui est supposé, dans ce cas, provenir du premier embrayage 2.1. [40] L'augmentation de la consigne CE2 de couple sur le deuxième ls embrayage 2.2 est progressive en fonction de la valeur d'acyclisme détectée. Ainsi, entre les instant t2 et t3, l'augmentation de la consigne CE2 de couple du deuxième embrayage 2.2 est moins importante qu'entre les instants t1 et t2 puisque le phénomène d'acyclisme est moins important. [41] A l'instant t3, lorsqu'une contrainte de temps de démarrage est 20 atteinte, le premier embrayage 2.1 est fermé pour accoupler le moteur 3 avec le premier arbre primaire API de la boîte de vitesses 1. En parallèle, on commande l'ouverture du deuxième embrayage 2.2. Le régime RAP1 de l'arbre primaire se confond alors avec le régime RM du moteur. [42] On note que le couple CM du moteur 3 est constant sur toute la 25 durée de la phase de décollage du véhicule. REVENDICATIONS1. Procédé de décollage d'un véhicule automobile muni d'une boîte de vitesses (1) comportant : s - un premier et un deuxième arbre primaire (API, AP2) associés chacun respectivement à un premier et un deuxième embrayage (2.1, 2.2) en relation avec un moteur (3) d'un véhicule, caractérisé en ce que, lors d'une phase de décollage, les deux embrayages (2.1, 2.2) étant initialement en position ouverte, le procédé Io comporte les étapes suivantes : - appliquer une consigne (CE1) de couple progressive sur le premier embrayage (2.1), - comparer le régime (RAP1) du premier arbre primaire (API) avec une vitesse dynamique, calculée en fonction de la vitesse du véhicule, pour ls déterminer une valeur d'acyclisme de la boîte de vitesses (1) et - appliquer, lorsque la valeur d'acyclisme dépasse un seuil, dit seuil de tolérance, une consigne (CE2) progressive sur le deuxième embrayage (2.2) en fonction de la valeur d'acyclisme de la boîte de vitesses (1). 20 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, si la valeur d'acyclisme est inférieure au seuil de tolérance durant toute la phase de décollage, le deuxième embrayage (2.2) n'est pas actionné. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, 25 lorsqu'une consigne (CE2) est appliquée sur le deuxième embrayage (2.2), le procédé comporte l'étape de diminuer la consigne (CE1) du premier embrayage (2.1) de sorte que la somme des deux couples soit constante. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce 30 que, une durée maximum de décollage étant définie, le procédé comporte l'étape de fermer progressivement le premier embrayage (2.1) et ouvrir progressivement le deuxième embrayage (2.2) lorsque la durée maximum de décollage est atteinte. 35 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce quela vitesse dynamique est déterminée par la vitesse du véhicule filtrée avec un coefficient correcteur tenant compte du rapport engagé. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que s la mesure du régime (RAP1) du premier arbre primaire (2.1) est effectuée à l'aide d'un système temps réel. 7. Véhicule comportant un procédé de pilotage d'un embrayage d'une boîte de vitesses (1) selon l'une des revendications 1 à 6. Io