Brevet FR3003321A1 — publié le 20140919

"PROCEDE DE COMMANDE D'UN SYSTEME D'EMBRAYAGE A ORGANES DE FRICTION" [0001] La présente invention est relative à un procédé de commande d'un système d'embrayage à organes de friction. [0002] Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de commande d'un système d'embrayage à organes de friction pour un groupe moto propulseur comprenant un moteur, une boîte de vitesses automatisée et ledit système d'embrayage interposé entre le moteur et la boîte, l'embrayage pouvant occuper une position fermée d'accouplement, une position ouverte de découplage et des positions intermédiaires lors de phases d'accouplement et lors de phases de découplage. [0003] Ce genre de procédé est connu du document FR2933462. Ce document traite de commandes de glissement et des contraintes sur des actionneurs. [0004] Outre la rapidité de fermeture d'embrayage, il existe des problématiques relatives à la gestion de l'embrayage pour le franchissement rapide et/ou brutal d'un point de léchage des organes de friction. Il faut éviter que le passage du point de léchage engendre un choc qui pourrait être ressenti par le conducteur et les passagers du véhicule. Ce choc serait d'autant plus important que la prise de couple serait rapide. [0005] La présente invention a notamment pour but d'améliorer les solutions de l'art antérieur. [0006] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de commande d'un système d'embrayage à organes de friction pour un groupe moto propulseur comprenant un moteur, une boîte de vitesses automatisée et ledit système d'embrayage interposé entre le moteur et la boîte, l'embrayage pouvant occuper une position fermée d'accouplement, une position ouverte de découplage et des positions intermédiaires lors de phases d'accouplement et lors de phases de découplage. A la commande de passage de l'embrayage de sa position ouverte à sa position fermée, le procédé comprend un filtrage à progressivité d'une consigne de transmission de couple par l'embrayage, quand cette consigne devient positive au passage d'un point de léchage de l'embrayage auquel les organes de frictions commencent à glisser. [0007] Dans divers modes de réalisation du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : le filtrage est monodirectionnel en opérant uniquement à la commande de passage de l'embrayage de sa position ouverte à sa position fermée ; le filtrage comprend un paramètre représentatif de la volonté du conducteur suivant au moins une recommandation d'accélération ; filtrage comprend une fonction élaborant une consigne brute de couple embrayage en fonction du paramètre représentatif de la volonté du conducteur et un traitement de la consigne brute par une stratégie de filtrage de passage du point de léchage, pour déterminer une consigne finale de couple embrayage à transmettre par l'embrayage ; le filtrage comprend une étape de transformation de la consigne finale de couple en consigne de position à déplacement des organes de friction ; le filtrage utilise une donnée de position de pédale d'accélérateur comme recommandation d'accélération ; - le filtrage utilise une valeur correspondant à un pourcentage de l'écart entre une valeur d'une l'entrée dépendant de la consigne brute de couple embrayage à un instant courant et d'une sortie de consigne finale de couple à un pas de temps précédent ; l'intervalle de temps entre pas de temps précédent et l'instant courant est sensiblement de dix millisecondes ; la consigne devient positive au passage du point de léchage de l'embrayage en étant supérieure à zéro et en variant sensiblement jusqu'à trois Newton mètres. [0008] Par ailleurs, l'invention a également pour objet un véhicule automobile comportant un groupe moto propulseur comprenant un moteur, une boîte de vitesses automatisée et un système d'embrayage à organes de friction interposé entre le moteur et la boîte, l'embrayage pouvant occuper une position fermée d'accouplement, une position ouverte de découplage et des positions intermédiaires lors de phases d'accouplement et lors de phases de découplage. Le véhicule comprend un système de contrôle configuré pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention de manière que le glissement puisse être progressif au passage du point de léchage de l'embrayage. [0009] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints dans lesquels : - la figure 1 illustre le procédé selon l'invention en relation avec un système de contrôle de véhicule ; - la figure 2 est un chronographe de fonctionnement illustrant une application du procédé selon l'invention en montrant des consignes de couple d'embrayage dans le temps ; - la figure 3 est un chronographe de principe de filtrage en application du procédé selon l'invention ; - la figure 4 est un chronographe du filtrage de la figure 3 pour une valeur utilisée dans le procédé selon l'invention ; - la figure 5 est un chronographe du filtrage de la figure 3 pour une autre valeur utilisée dans le procédé selon l'invention. [0010] L'invention s'applique à un véhicule automobile pourvu d'un groupe moto propulseur comprenant un moteur, une boîte de vitesses automatisée et un système d'embrayage automatisé, ce système ayant des organes de friction interposés entre le moteur et la boîte. Classiquement, l'embrayage est interposé entre d'une part le volant moteur associé au vilebrequin du moteur et d'autre part l'arbre primaire de la boîte de vitesses, cet arbre étant classiquement porteur de pignons des engrenages des rapports de démultiplication de la boîte de vitesses. [0011] L'embrayage peut occuper une position fermée d'accouplement, une position ouverte de découplage et des positions intermédiaires lors de phases d'accouplement et lors de phases de découplage. Dans les positions intermédiaires, un point de léchage correspond à la position de l'embrayage à partir de laquelle il y a friction entre deux disques d'organes de friction de l'embrayage et donc un début de passage de couple quand l'embrayage passe de sa position ouverte à sa position fermée. [0012] Les systèmes de transmission robotisée, ou systèmes de transmission manuelle automatisée, constituent une solution intermédiaire entre les transmissions manuelles 30 classiques et les transmissions automatiques. A la différence de ces dernières, caractérisées par des composants mécaniques complexes tels que des convertisseurs de couple et des trains épicycloïdaux, les transmissions robotisées utilisent un embrayage et une boîte de vitesses qui ont une mécanique traditionnelle mais qui sont commandés, non pas par le conducteur, mais par un système de contrôle. Dans le cas d'une transmission robotisée, le véhicule ne comporte pas de pédale d'embrayage, et c'est le système de contrôle qui dose l'action de l'embrayage en coordination avec la production de couple du moteur. [0013] Ce système de contrôle coordonne le bon déroulement de la mobilité du véhicule par le groupe moto propulseur. Le système de contrôle peut comprendre des calculateurs, appelés aussi unité électronique de contrôle, qui peuvent être différents pour le fonctionnement du moteur et pour le fonctionnement de la boîte de vitesses avec l'embrayage associé. Le système de contrôle doit générer des consignes pour : l'asservissement de la position des organes de friction de l'embrayage associés à un actionneur d'embrayage ; l'asservissement d'actionneurs de crabotage associés aux engrenages de la boîte de vitesses ; le contrôle moteur qui détermine le couple produit par le moteur en fonction essentiellement d'une recommandation d'accélération qui est par exemple un paramètre représentatif de la position de la pédale d'accélérateur. Dans le cas de la mise en mouvement du véhicule à partir de l'arrêt, cette mise en mouvement étant couramment appelée « décollage », la fermeture progressive de l'embrayage, et sa coordination avec la production du couple moteur, est une phase clé du contrôle de la transmission robotisée. Lors du décollage, le franchissement sans choc du point de léchage est crucial pour la qualité de la prestation perçue par les occupants du véhicule. [0014] Dans la réalisation considérée à titre d'exemple, le système de contrôle 10 comporte un superviseur 12 dans lequel sont mises en oeuvre certaines étapes de procédé de commande et une unité 14 de pilotage rapproché qui met en oeuvre d'autres étapes de procédé de commande. A la figure 1, le système de contrôle 10, le superviseur 12 et l'unité 14 de pilotage rapproché sont symbolisées par des traits pointillés mixtes entourant des étapes considérées de procédé qui sont en traits pleins. L'unité 14 de pilotage rapproché est considérée comme faisant partie du système d'embrayage automatisé. [0015] L'invention concerne un procédé pour contrôler la phase de fermeture de l'embrayage dans le système de transmission automatisée dite aussi robotisée. Dans une hypothèse de fonctionnement à éviter, le franchissement rapide et/ou brutal du point de léchage engendrerait un choc ressenti par le conducteur et les passagers du véhicule. Ce choc serait d'autant plus important que la prise de couple serait rapide. Ainsi, le procédé selon l'invention introduit un filtrage de la consigne autour du point de léchage de l'embrayage afin de maîtriser le gradient de couple et donc d'imposer un profil de prise de couple pour ne pas engendrer de choc. De plus, il est important de ne pas retarder une demande d'ouverture embrayage. En effet, dans certaines situations de vie comme lors d'un anti-calage, il faut ouvrir l'embrayage le plus rapidement possible afin de ne plus transmettre de couple au moteur et donc lui permettre de ne pas caler. A cet effet, le filtrage est monodirectionnel afin de ne pas retarder l'ouverture de l'embrayage et donc d'éviter tout surplus de couple sur la fin de l'ouverture de l'embrayage. [0016] Pour comprendre le fonctionnement du groupe motopropulseur dans une phase d'augmentation de couple pendant laquelle les organes de friction sont à glissement, par exemple au décollage du véhicule, il faut considérer que le couple transmis par l'embrayage, qui correspond à une fraction du couple moteur, est vu d'une part comme un couple négatif coté vilebrequin, ce couple transmis se soustrayant donc au couple net fourni par le moteur, et d'autre part comme un couple positif coté transmission en aval de l'embrayage. C'est ce couple qui, démultiplié par le rapport de démultiplication engagé dans la boîte de vitesses, est transmis aux roues motrices du véhicule. L'état du groupe motopropulseur est alors défini par des variables mesurées en amont et en aval de l'embrayage. Typiquement, il s'agit du régime moteur en amont, toujours disponible sur un véhicule, et une mesure de vitesse en aval de l'embrayage comme la vitesse de l'arbre primaire, la vitesse de l'arbre secondaire ou la vitesse des roues. [0017] Lors du décollage du véhicule, le mouvement du véhicule est obtenu en transmettant une fraction de plus en plus importante du couple moteur à l'arbre primaire, et donc aux roues, à travers une fermeture progressive de l'embrayage. L'embrayage accouple progressivement puis intégralement le volant moteur à l'arbre primaire, en transmettant ainsi le couple produit dans le moteur à l'arbre primaire. La prise de couple est définie comme étant le passage de l'embrayage d'un état d'ouverture correspondant à des positions ouvertes à des positions intermédiaires pour un état glissant à frottement des organes de friction. Cela correspond donc à une augmentation de couple autour du point de léchage, soit une consigne de couple négative vers une consigne de couple positive. [0018] Dans le procédé pour éviter les chocs au franchissement du point de léchage des organes de frictions de l'embrayage, une consigne brute de couple embrayage CembRaw est corrigée en consigne finale de couple embrayage CembCns. La position de point de léchage correspond à la position de l'embrayage à partir de laquelle il y a friction entre les deux disques d'organes de friction de l'embrayage et donc au début de passage de couple. Au point de léchage, les organes de frictions commencent à transmettre du couple du moteur vers la boîte de vitesses. [0019] La correction est, dans un exemple de courbes de variation des consignes, représentée dans son principe à la figure 2. La pente d'augmentation de consigne brute de couple d'embrayage est adoucie lors des passages des points de léchage qui sont en correspondance du couple nul sur l'axe des ordonnées. A la figure 2, la courbe de consigne brute de couple embrayage CembRaw est en trait continu fin et la courbe de consigne finale de couple embrayage CembCns est en traits pointillés forts. [0020] Pour une étape du procédé, le superviseur 12 met en oeuvre une première fonction 122 élaborant la consigne brute de couple embrayage CembRaw permettant de répondre à la volonté du conducteur. La première fonction utilise divers paramètres, par exemple une donnée 12P de position de pédale d'accélérateur et d'autres paramètres incluant par exemple la vitesse du véhicule et/ou la rapidité de variation de positionnement de la pédale d'accélérateur. [0021] Pour une autre étape du procédé, la consigne brute CembRaw est ensuite traitée par une stratégie 124 de filtrage de passage du point de léchage monodirectionnel, pour déterminer la consigne finale de couple embrayage CembCns. Cette consigne finale CembCns est ensuite envoyée vers le calculateur rapproché 14 de la boite de vitesses. [0022] L'unité 14 de pilotage rapproché de la boite de vitesses va alors, par une étape de transformation 142, transformer la consigne finale de couple CembCns, dont l'unité est le Newton mètre (Nm), en consigne de position afin de déplacer les organes de friction à leur position appropriée par les actionneurs appropriés de type classiques. L'unité 14 de pilotage rapproché de la boite de vitesses indique au superviseur 12 pour sa stratégie de filtrage 124 la plage LimCemb de pilotage de couple admissible par l'embrayage. Cette plage est issue par exemple d'une cartographie stockée dans une mémoire 14M. Elle varie de Cemb min à Cemb max en fonction des cas d'utilisation de l'embrayage. [0023] Dans la stratégie de filtrage 124, il y a une commande pour que l'embrayage soit totalement fermé, en position de butée, lorsque la consigne envoyée par le superviseur sera égale à Cemb max. [0024] Dans la stratégie de filtrage 124, il y a une commande pour que l'embrayage soit ouvert à son maximum, lorsque la consigne envoyée par le superviseur sera égale à Cemb min. [0025] Dans la stratégie de filtrage 124, il y a une commande pour que le point de léchage corresponde à une consigne de couple nulle. Cette position correspond à la position de l'embrayage à partir de laquelle il y a friction entre les deux disques d'organes de friction de l'embrayage et donc au début de passage de couple. Il est admis que le début de passage de couple puisse correspondre à un couple supérieur à 3Nm. [0026] Dans la stratégie de filtrage 124, l'embrayage est exploité pour passer du couple uniquement lorsque la consigne de couple sera positive (>0Nm). Inversement il est considéré qu'il n'y aura pas de passage de couple lorsque la consigne de couple sera négative. En fait, un couple de tramée, inférieur à 3Nm peut subsister. [0027] Dans la stratégie de filtrage 124, le principe du filtrage est le suivant : S(z) = Min( S(z1) + X* (E(z) - S(z-1)) , E(z) ) [0028] Dans cette fonction de calcul et de choix de consigne minimale pour déterminer la consigne finale CembCns à un instant courant (t) par l'opérateur mathématique Min, sont pris en compte les paramètres de consigne brute CembRaw à l'instant courant (t) et de consigne finale CembCns à un instant passé (t-nt). Les explications pour les divers éléments de calcul sont les suivants. E(z) = CembRaw(t) S(z) = CembCns(t) S(z1) = CembCns(t-At) (E(z) - S(z-1)) = 1(z) At représente la valeur du temps de discrétisation du système. Par exemple, cette valeur de temps est l'intervalle égal à dix millisecondes (31=10ms). Plus généralement, cet intervalle de temps 31 peut être compris entre 1ms à 20ms pour une variable de pilotage de l'embrayage X est une valeur correspondant à un pourcentage de l'écart entre la valeur de la sortie au pas de temps précédent et de l'entrée 1(z). [0029] Dans la fonction de calcul de la stratégie de filtrage 124, la valeur X*1(z) est ajoutée à la sortie du pas de temps précédent. La valeur X varie de 0 à 1. Lorsque X=0, la sortie reste figée. Lorsque X=1, la sortie est égale à l'entrée donc le filtrage est désactivé. [0030] La valeur X dépend : d'une variable représentative de la volonté du conducteur, par exemple l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, une consigne de couple issue de la volonté du conducteur en actionnant par exemple un régulateur de vitesse du véhicule ; de l'écart entre la valeur de la consigne embrayage S(z-1) et la position du point de léchage. [0031] La position du point de léchage est une calibration ou une valeur apprise de façon dynamique (en Nm) permettant de prendre une référence pour le filtrage. Dans le cas d'une calibration, cette valeur est généralement associée à ONm ou est très légèrement positive. Elle est légèrement positive en correspondant par exemple à un couple inférieur à 3Nm. Ainsi, la consigne de transmission de couple devient positive au passage du point de léchage de l'embrayage en étant supérieure à zéro et en variant sensiblement jusqu'à trois Newton mètres. Deux Newton mètres ou quatre Newton mètres peuvent être considérées comme des grandeurs équivalentes. [0032] Le filtrage monodirectionnel est assuré par l'opérateur mathématique Min, mais aussi par la valeur de X=1 lorsque E(z) REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'un système d'embrayage à organes de friction pour un groupe moto propulseur comprenant un moteur, une boîte de vitesses automatisée et ledit système d'embrayage interposé entre le moteur et la boîte, l'embrayage pouvant occuper une position fermée d'accouplement, une position ouverte de découplage et des positions intermédiaires lors de phases d'accouplement et lors de phases de découplage, caractérisé en ce Cilie, à la commande de passage de l'embrayage de sa position ouverte à sa position fermée, le procédé comprend un filtrage (122, 124, 142) à progressivité d'une consigne de transmission de couple (CembCns) par l'embrayage, quand cette consigne devient positive au passage d'un point de léchage de l'embrayage auquel les organes de frictions commencent à glisser. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le filtrage (122, 124) est monodirectionnel en opérant uniquement à la commande de passage de l'embrayage de sa position ouverte à sa position fermée. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filtrage (122, 124, 142) comprend un paramètre (12P) représentatif de la volonté du conducteur suivant au moins une recommandation d'accélération. 4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le filtrage comprend une fonction (122) élaborant une consigne brute de couple embrayage (CembRaw) en fonction du paramètre représentatif de la volonté du conducteur et un traitement de la consigne brute (CembRaw) par une stratégie (124) de filtrage de passage du point de léchage, pour déterminer une consigne finale de couple embrayage (CembCns) à transmettre par l'embrayage. 5. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le filtrage (122, 124, 142) comprend une étape de transformation (142) de la consigne finale de couple (CembCns) en consigne de position à déplacement des organes de friction. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le filtrage utilise une donnée (12P) de position de pédale d'accélérateur comme recommandation d'accélération. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le filtrage (122, 124, 142) utilise une valeur (X) correspondant à un pourcentage de l'écart entre une valeur d'une l'entrée dépendant de la consigne brute de couple embrayage (CembRaw) à un instant courant (t) et d'une sortie de consigne finale de couple (CembCns) à un pas de temps précédent (t-31). 8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'intervalle de temps entre pas de temps précédent (t-nt) et l'instant courant (t) est sensiblement de dix millisecondes. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la consigne (CembCns) devient positive au passage du point de léchage de l'embrayage en étant supérieure à zéro et en variant sensiblement jusqu'à trois Newton mètres. 10. Véhicule automobile comportant un groupe moto propulseur comprenant un moteur, une boîte de vitesses automatisée et un système d'embrayage à organes de friction interposé entre le moteur et la boîte, l'embrayage pouvant occuper une position fermée d'accouplement, une position ouverte de découplage et des positions intermédiaires lors de phases d'accouplement et lors de phases de découplage, caractérisé en ce que le véhicule comprend un système de contrôle (10) configuré pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes de manière que le glissement puisse être progressif au passage du point de léchage de l'embrayage.