Brevet FR3019788A1 — publié le 20151016

- 1 - PROCEDE DE CONTROLE DU DEPLACEMENT D'UN ELEMENT DE COMMANDE D'EMBRAYAGE La présente invention se rapporte au domaine des 5 boites de vitesses robotisées. Elle concerne un procédé de contrôle de la position d'un embrayage sur une boîte de vitesse robotisée pour véhicule équipé d'un groupe motopropulseur (GMP) thermique. Plus précisément, cette invention a pour objet un 10 procédé de contrôle du déplacement d'un élément de commande d'embrayage par un système d'actionnement irréversible composé d'un moteur électrique d'actionnement relié par des moyens de transmission mécaniques à un élément de commande d'embrayage, par envoi au moteur électrique d'une tension de 15 référence. Dans une boîte robotisée, la commande de l'embrayage est assurée par un système de pilotage électrique ou hydraulique commandé par un calculateur. Le système de pilotage est composé le plus souvent d'un moteur 20 d'actionnement électrique, et d'un système de transmission de mouvement en direction d'une tringle ou d'un câble de commande d'embrayage. Pour contrôler la transmission du couple du moteur thermique à la boite de vitesses pendant les opérations 25 d'ouverture et de fermeture de l'embrayage, il est nécessaire de piloter avec grande précision (de l'ordre de 0.1 mm), la position du câble. Le système de transmission de mouvement entre le moteur électrique d'actionnement 1 et l'embrayage (non représenté) peut être composé, de façon non 30 limitative, conformément à la figure 1 : - d'un jeu de pignons 3 permettant de transmettre le mouvement du moteur à un axe parallèle, - d'un système de vis-écrou 4 qui transforme le mouvement de rotation de l'axe parallèle en un mouvement de 35 translation, - d'un câble 2 lié au système vis-écrou 4, qui tire - 2 sur un levier ou d'une butée (non représentée), repoussant le diaphragme de l'embrayage, et d'un ressort d'assistance 5, qui emmagasine l'énergie à la fermeture de l'embrayage, et qui la restitue, 5 en aidant à l'ouverture de l'embrayage. La particularité d'un tel système de transmission est son irréversibilité, liée au niveau de frottements important de la vis-écrou, qui permet de maintenir le système en position en cas de coupure du pilotage du moteur électrique 10 (chute de tension par exemple). L'irréversibilité du mécanisme pose cependant un problème de pilotage. En effet, tant que le moteur électrique ne fournit pas un niveau d'effort supérieur aux frottements, le système reste immobile, comme le met en évidence la figure 2, dont les 15 courbes représentent respectivement le déplacement de la butée d'embrayage en fonction du couple fourni par le moteur d'actionnement dans le sens de la fermeture et de l'ouverture de l'embrayage, pour un embrayage neuf, (courbes A, B), et pour un embrayage usé (courbes C, D). Une 20 fois les frottements vaincus, le système peut se mettre en mouvement très vite. Le niveau de frottement peut atteindre des valeurs de l'ordre de 70 à 80% de l'effort maximal du moteur électrique, et ce niveau de frottement peut varier en fonction de l'usure de l'embrayage. 25 Afin de maîtriser la transmission du couple du moteur thermique à la boîte de vitesses, on n'admet pas de dépassement de la position du câble. Ceci rend l'utilisation de techniques de régulation classiques (type PID pour Proportionnel intégral Dérivé) insuffisantes pour 30 traiter correctement ce type de problème. La difficulté technique rencontrée, est de déplacer le câble d'embrayage avec une précision de 0,005 mm, sans dépassement, en dépit de la méconnaissance de l'effort qu'il faut appliquer par le moteur électrique afin de vaincre les 35 frottements. La présente invention a pour de rendre la phase de la - 3 - transmission du couple du moteur thermique à la boîte de vitesses aussi transparente que possible pour les utilisateurs, c'est-à-dire en minimisant les à-coups de couple. Les principales difficultés à surmonter sont : les frottements qui sont non linéaires, la précision statique recherchée, qui est de 0,005 mm, et d'assurer des petits déplacements (de l'ordre de 0,1 mm) sans dépassements de position, ce qui élimine les 10 principales sources d'à-coups de couple lors de la phase de transmission du couple du moteur thermique à la boîte. L'objectif est de mettre en oeuvre dans une loi de commande originale, une stratégie qui assure le déplacement du câble de l'embrayage avec une précision de 0,005 mm, sans 15 dépassements de position. Dans ce but, l'invention propose de limiter en amplitude le signal de tension calculé pour minimiser l'écart entre la position de l'élément de commande et sa position de référence, lorsque cet écart est supérieur en 20 valeur absolue à la précision souhaitée sur la position de référence en fin de déplacement. De préférence, le signal de tension calculé est saturé sur la tension maximum ou minimum du moteur électrique, s'il n'est pas compris entre ces deux valeurs. 25 La présente invention sera mieux comprise en se reportant à la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est un schéma de dispositif 30 d'actionnement, la figure 2 illustre les variations de couple d'un actionneur de commande d'embrayage, la figure 3 résume la stratégie de commande proposée, 35 la figure 4 montre l'évolution au cours du temps de la position de l'embrayage et de sa référence, et - 4 - la figure 5 montre l'évolution de la tension de référence de l'actionneur. Dans un système d'actionnement d'embrayage tel que celui de la figure 1, le moteur électrique peut être 5 représenté par les équations suivantes : cl! L-clt= U"f - kw - RI ciw clt T -Td = kI -Td avec les données : 10 w: Régime du moteur électrique; T: Couple du moteur électrique; Td: Couple résistant du moteur électrique (entrée exogène inconnue, considérée comme une perturbation) ; J: Inertie du moteur électrique ; 15 I: Courant de l'induit du moteur électrique ; K: Coefficient de la tension induite par le moteur électrique ; R:Résistance de l'induit du moteur électrique ; L :Inductance de l'induit du moteur électrique ; 20 bnf: Tension de référence qu'on veut appliquer aux bornes du moteur électrique, comprise entre Umin et Umar; Td = f(x) est une fonction de la position du câble de l'embrayage. Elle dépend de l'effort appliqué par le système vis-écrou 4, de l'effort du ressort de rappel 5 et de 25 l'effort appliqué par le diaphragme de l'embrayage. L'actionneur de la figure 1 dispose de capteurs qui permettent, avec certains calculs, de mesurer la position x (comprise entre deux butés : position ouverte et fermée) et la vitesse dx=V d'un point du câble de l'embrayage. dt 30 L'objectif de commande est de déplacer le câble de l'embrayage d'une position initiale x, à une position de - 5 - référence xref, pour satisfaire les conditions d'un parfait changement de rapport dans la boîte de vitesses. Conformément à la figure 2, ce déplacement est mis en oeuvre en appliquant au moteur d'actionnement une tension de référence Uref, selon un procédé de commande, qui peut se décomposer en quatre étapes principales. Pour contrôler le déplacement de l'élément de commande d'embrayage tel que le câble d'embrayage de la figure 1, par un système d'actionnement irréversible composé d'un moteur électrique d'actionnement relié par des moyens de transmission mécaniques à l'élément de commande d'embrayage, ce procédé repose sur l'envoi au moteur électrique, de la tension de référence Uref déterminée sur la base d'une tension [J'ai' calculée pour minimiser l'écart a entre la position x de l'élément de commande et la position de référence xref, visée en fin de déplacement. Une première étape consiste à produire un premier signal de tension calculé [J'ai' qui est saturé sur la tension maximum [Fax ou minimum Urna, du moteur électrique, s'il n'est pas compris entre ces deux valeurs. Pour élaborer uca/c, on compare le signal de référence xref, (consigne de position du câble de l'embrayage) avec le signal mesuré x (position instantanée du câble). La tension appliquée au moteur d'actionnement dépend du signe et de l'amplitude de l'écart de position a = xref et de deux paramètres calibrés, Ex, et a> 1. Ex représente l'erreur de position tolérée par rapport à la référence, ou intervalle toléré sur la position autour de sa cible. a est un coefficient de réduction appliqué à la tension calculée [J'al' de la façon suivante. Lorsque l'écart de position a est supérieur en valeur absolue à la précision souhaitée s, sur la position de référence xref en fin de déplacement (a > Ex ou a lai), on applique le coefficient /3 au signal de tension calculée U'ic, avec 0 REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle du déplacement d'un élément de commande d'embrayage par un système d'actionnement 5 irréversible composé d'un moteur électrique d'actionnement relié par des moyens de transmission mécaniques à l'élément de commande d'embrayage, par envoi au moteur électrique d'une tension de référence (Uref) sur la base d'une tension (Ucalc) calculée pour minimiser l'écart (u) entre la position 10 (x) de l'élément de commande et une position de référence (xref) que doit rejoindre l'élément de commande, caractérisé en ce qu'un premier signal de tension calculée (y-1c) est limité en amplitude lorsque l'écart de position (u) est supérieur en valeur absolue à la précision souhaitée (6)) sur 15 la position de référence (xref) en fin de déplacement. 2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier signal de tension calculé (Ucalc) est saturé sur la tension maximum (U'') ou minimum (Umax) du moteur électrique, s'il n'est pas compris entre ces 20 deux valeurs. 3. Procédé de pilotage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'amplitude du signal de tension calculé (Ucalc) est limitée entre des valeurs égales au rapport des tensions maximum (U1') et minimum ((f1) du 25 moteur électrique, sur un coefficient de limitation calibré (a), lorsque l'écart (a) est supérieur en valeur absolue à la précision (sj souhaitée sur la position de référence (xref). 4. Procédé de pilotage selon la revendication 2 ou 30 3, caractérisé en ce que la tension calculée Ucalc est lissée, lorsque l'écart (a) est inférieur en valeur absolue à la précision 00 souhaitée sur la position de référence (xref) - 5. Procédé de pilotage selon la revendication 3 ou 35 4, caractérisé en ce que si la valeur absolue de l'écart (u)est inférieure à celle de la précision (e,), on applique un coefficient de réglage calibré (/3)compris entre 0 et 1, à la (Ucal p c7a/c . tension calculée c), qui devient Ucalc* 6. Procédé de pilotage selon la revendication 5, u , l calc cac caractérisé en ce que la tension calculée (u ) est corrigée par une intégration.de l'écart (a) avec un -gain calibré (KA non nul, lorsque cet écart est inférieur en valeur absolue à la précision (ex). 7. Procédé de pilotage selon la revendication 5 ou 10 6, caractérisé en ce que la tension de référence (Un appliquée au moteur électrique est obtenue en limitant la /c, ticaic tension corrigée (uca 4 entre les valeurs tension maximum (Umar) et de tension minimum (IF n) du moteur électrique. 15 8. Procédé de pilotage selon la revendication 6 ou / [fa 7, caractérisé en ce que, si le signal corrigé ( *) n'est pas compris entre les valeurs de tension minimum et maximum, t/min et Uni", l'intégrateur est bloqué.