Brevet FR3057641A1 — publié le 20180420

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D'APPRENTISSAGE DE POSITIONS DE SYNCHRONISATION ET DE CRABOTAGE D'ACTIONNEURS D'UNE BOÎTE DE VITESSES DCT D'UN VÉHICULE EN DÉCÉLÉRATION L'invention concerne les véhicules comprenant une boîte de vitesses à double embrayage (ou DCT), et plus précisément l'apprentissage de positions d'actionneurs d'une telle boîte de vitesses. Une boîte de vitesses DCT comprend deux parties (parfois appelées la « demies-boîtes de vitesses ») dédiées respectivement aux rapports pairs et aux rapports impairs. Chaque partie de cette boîte de vitesses comprend un arbre primaire couplé à son propre embrayage et destiné à être couplé à au moins un arbre secondaire, et au moins un actionneur propre à agir sur un synchroniseur associé pour synchroniser la vitesse d'un pignon fou avec celle 15 de son arbre récepteur dans une phase de synchronisation, et pour coupler ce pignon fou à son arbre récepteur dans une phase de crabotage. Un tel agencement permet d'engager simultanément les deux arbres primaires sur des rapports différents, afin de permettre des changements de rapport très rapides et sous couple, c'est-à-dire sans interruption de 20 l'accélération du véhicule. En fait, chaque changement de rapport s'effectue en deux étapes. Dans une première étape, lorsqu'un rapport pair ou impair est engagé dans la boîte de vitesses, le calculateur contrôlant cette dernière anticipe l'engagement du rapport suivant en présélectionnant un rapport impair ou pair. C'est ce que l'on appelle le « passage de la présélection ». Dans une 25 seconde étape, lorsque certaines conditions sont réunies, le calculateur contrôle l'engagement du rapport suivant en provoquant la fermeture de l'embrayage qui est associé au rapport présélectionné et en ouvrant l'autre embrayage associé au rapport en cours d'engagement. Comme le sait l'homme de l'art, chaque actionneur est associé à un 30 capteur d'effort qui est destiné à mesurer l'effort qu'il exerce sur le synchroniseur associé, et un capteur de position qui est chargé de déterminer à chaque instant sa position en cours par rapport à une position de référence. 3057641 2 On peut ainsi piloter les différents synchroniseurs en position, en effort, ou en vitesse, selon la phase de fonctionnement (synchronisation ou crabotage) dans laquelle ils sont impliqués. Chaque changement de rapport d'une présélection étant effectué dans 5 la partie de la boîte de vitesses qui est temporairement découplée du moteur, il ne doit perturber ni le comportement du véhicule, ni le conducteur par des bruits, des chocs, ou des craquements, étant donné qu'il n'a rien demandé et que le moteur ne connait pas de variation de régime qui permette d'expliquer ces bruits, chocs ou craquements. Par conséquent, on réalise un apprentissage des transitions entre le pilotage en position et le pilotage en effort durant un changement de chaque rapport d'une présélection. Cet apprentissage consiste plus précisément à apprendre les différentes positions de chaque actionneur, pour chaque rapport qui le concerne, pendant les phases de synchronisation et de crabotage. Dans certaines boîtes de vitesses DCT, la transmission du couple moteur à l'arbre primaire de l'une des deux parties peut, lors d'une phase de décélération du véhicule, induire des déformations des carters qui entraînent un déplacement transversal des arbres primaires, ce qui provoque un déplacement des fourchettes de commutation pilotées par les actionneurs de l'autre partie qui n'est pas embrayée. Il en résulte que le pilotage en position des actionneurs sur la base des positions apprises est faussé, ce qui peut induire un bruit, un choc ou un craquement, voire un blocage. L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet un procédé destiné à permettre l'apprentissage de positions d'actionneurs dans une boîte de vitesses à double embrayage d'un véhicule, cette boîte de vitesses comprenant deux parties comportant chacune au moins un actionneur propre à agir sur un synchroniseur associé dans des phases de synchronisation et de crabotage d'un pignon fou. Ce procédé d'apprentissage se caractérise par le fait qu'il comprend une étape dans laquelle on fournit successivement au moins deux couples ayant des valeurs discrètes différentes à un arbre primaire de l'une 3057641 3 des deux parties de la boîte de vitesses et, pour chacun de ces couples : - on déclenche une phase de synchronisation impliquant un actionneur et un synchroniseur dans l'autre partie de la boîte de vitesses, puis - on enregistre des première et deuxième positions de cet actionneur à la fin 5 de sous-phases de pilotage respectivement en position et en effort de cette phase de synchronisation, puis - on déclenche une phase de crabotage de ces actionneur et synchroniseur, puis - on enregistre une troisième position de cet actionneur à la fin de cette 10 phase de crabotage. On peut ainsi déterminer facilement et très précisément les positions que doit prendre chaque actionneur d'une boîte de vitesses de type DCT, pour chaque rapport qui le concerne et pour chaque valeur de couple fournie, pendant les phases de synchronisation et de crabotage réalisées lors d'une 15 phase de décélération du véhicule. Le procédé d'apprentissage selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - dans un premier mode de réalisation, dans son étape on peut fournir 20 successivement deux couples ayant respectivement des première et seconde valeurs discrètes, la seconde valeur discrète étant strictement inférieure à la première valeur discrète ; - dans un premier mode de réalisation, dans son étape on peut fournir successivement au moins trois couples ayant des valeurs discrètes qui 25 décroissent de façon linéaire, selon une pente négative choisie, à partir d'une première valeur. Par exemple, dans son étape on peut fournir successivement une valeur discrète maximale, trois valeurs discrètes intermédiaires et décroissantes, et une valeur discrète minimale ; - on peut réitérer son étape pour chaque actionneur de chaque partie de la 30 boîte de vitesses et pour chaque rapport de cette dernière, afin de disposer d'un ensemble de triplets de première, deuxième et troisième positions, associés respectivement aux différents couples fournis, pour chaque 3057641 4 actionneur et chaque rapport de la boîte de vitesses. L'invention propose également un dispositif d'apprentissage destiné à permettre l'apprentissage de positions d'actionneurs dans une boîte de vitesses à double embrayage d'un véhicule, cette boîte de vitesses 5 comprenant deux parties comportant chacune au moins un actionneur propre à agir sur un synchroniseur associé dans des phases de synchronisation et de crabotage d'un pignon fou. Ce dispositif d'apprentissage se caractérise par le fait qu'il est agencé pour déclencher la fourniture successivement d'au moins deux couples ayant la des valeurs discrètes différentes à un arbre primaire de l'une des deux parties de la boîte de vitesses et, pour chacun de ces couples : - pour déclencher une phase de synchronisation impliquant un actionneur et un synchroniseur dans l'autre partie de la boîte de vitesses, puis - pour enregistrer des première et deuxième positions de cet actionneur à la 15 fin de sous-phases de pilotage respectivement en position et en effort de cette phase de synchronisation, puis - pour déclencher une phase de crabotage de ces actionneur et synchroniseur, puis - pour enregistrer une troisième position de cet actionneur à la fin de cette 20 phase de crabotage. L'invention propose également un calculateur comprenant un dispositif d'apprentissage du type de celui décrit ci-avant. L'invention propose également un dispositif de contrôle, destiné à contrôler des positions d'actionneurs de synchroniseurs d'une boîte de 25 vitesses à double embrayage d'un véhicule, et agencé, pendant une phase de décélération du véhicule impliquant une réduction du couple fourni à un arbre primaire de la boîte de vitesses, pour contrôler pendant des phases de synchronisation et de crabotage les positions successives d'un actionneur impliqué dans un changement de rapport en fonction de première, deuxième 30 et troisième positions prédéfinies de cet actionneur, pour ce rapport et pour cette réduction de couple, et faisant partie d'un ensemble stocké et obtenu au moyen d'un procédé d'apprentissage du type de celui présenté ci-avant. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type 3057641 5 automobile, et comprenant une boîte de vitesses à double embrayage et un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur 5 lesquels : la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de boîte de vitesses de type DCT couplé à un calculateur équipé d'un dispositif d'apprentissage de positions selon l'invention, la figure 2 illustre schématiquement un exemple d'algorithme mettant en 1 o oeuvre un procédé d'apprentissage selon l'invention, la figure 3 illustre schématiquement au sein de trois diagrammes un premier exemple d'évolution temporelle de la position d'un actionneur pendant des phases de synchronisation et de crabotage, un deuxième exemple d'évolution temporelle de la vitesse d'un arbre primaire pendant ces phases 15 de synchronisation et de crabotage, et un troisième exemple d'évolution temporelle de l'effort exercé par l'actionneur sur le synchroniseur associé pendant ces phases de synchronisation et de crabotage, la figure 4 illustre schématiquement au sein d'un diagramme un premier exemple d'évolution temporelle du couple fourni à la boîte de vitesses 20 pendant une phase d'apprentissage au moyen d'un dispositif d'apprentissage selon l'invention, et la figure 5 illustre schématiquement au sein d'un diagramme un second exemple d'évolution temporelle du couple fourni à la boîte de vitesses pendant une phase d'apprentissage au moyen d'un dispositif 25 d'apprentissage selon l'invention. L'invention a notamment pour but de proposer un procédé, et un dispositif DA associé, destinés à permettre l'apprentissage des positions prises par des actionneurs ACj d'une boîte de vitesses BV de type DCT destinée à équiper un véhicule, pendant des phases de synchronisation et de crabotage 30 survenant lors d'une phase de décélération du véhicule. On considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout 3057641 6 véhicule comprenant une boîte de vitesses de type DCT. Par conséquent, l'invention concerne notamment les véhicules terrestres (voitures, motocyclettes, véhicules utilitaires, cars (ou bus), camions, engins de voirie, engins de chantier, engins de manutention, et trains), et les véhicules 5 maritimes (ou fluviaux). On a schématiquement représenté sur la figure 1 un exemple de boîte de vitesses BV de type DCT, couplé à un calculateur CA comprenant un dispositif d'apprentissage DA selon l'invention et à un moteur thermique MT via un double embrayage EM1, EM2. Par exemple, cette boîte de vitesses BV, 10 ce calculateur CA, ce moteur thermique MT et ce double embrayage EM1, EM2 sont installés sur un banc d'essai dans un laboratoire. Mais ils pourraient être installés dans un véhicule, au moins en partie. La boîte de vitesses BV étant à double embrayage (ou DCT), elle est subdivisée en deux parties (ou demies-boîtes) PBj (j = 1 ou 2) comprenant 15 chacune un arbre primaire APj couplé à son propre embrayage EMj et destiné à être couplé à au moins un arbre secondaire ASk, et au moins un actionneur ACj propre à agir sur un synchroniseur Sj associé pour synchroniser la vitesse d'un pignon fou PF avec celle de son arbre récepteur dans une phase de synchronisation, et pour coupler ce pignon fou PF à son arbre récepteur dans 20 une phase de crabotage. On notera que dans l'exemple illustré non limitativement sur la figure 1, la boîte de vitesses BV comprend deux arbres secondaires ASk (k = 1 ou 2) qui font chacun partie des deux parties PBj et donc qui portent chacun au moins un synchroniseur S1 de la première partie PB1 et au moins un 25 synchroniseur S2 de la seconde partie PB2. Chaque synchroniseur Sj est donc ici associé à un arbre secondaire ASk pour synchroniser la vitesse d'un pignon fou PF de ce dernier (ASk (qui constitue son arbre récepteur) avec celle de cet arbre secondaire ASk dans une phase de synchronisation, et pour coupler ce pignon fou PF à son arbre secondaire (récepteur) ASk dans une 30 phase de crabotage. Mais d'autres agencements sont possibles, dès lors que chaque partie (ou demie-boîte de vitesses) PBj comprend un arbre primaire et un ou plusieurs arbres secondaires, avec des synchroniseurs placés soit sur l'arbre primaire, soit sur un arbre secondaire. 3057641 7 Chaque actionneur ACj est agencé de manière à agir sur une fourchette de commutation (non illustrée) qui est elle-même propre à agir sur un synchroniseur Sj. Par ailleurs, chaque actionneur ACj est associé à un capteur de déplacement et un capteur d'effort (non illustrés). Un capteur 5 d'effort est destiné à mesurer l'effort que son actionneur ACj exerce sur le synchroniseur Sj associé. Un capteur de position est chargé de déterminer à chaque instant la position en cours de son actionneur ACj par rapport à une position de référence. Cela permet de piloter les différents synchroniseurs Sj en position, en effort, ou en vitesse, selon la phase de fonctionnement dans 1 o laquelle ils sont impliqués. Les embrayages EM1 et EM2 sont contrôlés par des actionneurs d'embrayage AE1 et EA2. Comme indiqué précédemment, l'invention propose de mettre en oeuvre un procédé destiné à permettre l'apprentissage des positions prises par 15 des actionneurs ACj de la boîte de vitesses BV pendant des phases de synchronisation et de crabotage survenant lors d'une phase de décélération du véhicule. Ce procédé peut être mis en oeuvre au moyen d'un dispositif d'apprentissage DA selon l'invention. 20 Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 1, le dispositif d'apprentissage DA fait partie d'un calculateur CA qui est notamment couplé aux actionneurs ACj et aux différents capteurs (notamment d'effort, de position et de vitesse) de la boîte de vitesses BV, ainsi qu'aux actionneurs d'embrayage AEj. Mais cela n'est pas obligatoire. En effet, ce dispositif 25 d'apprentissage DA pourrait être un équipement couplé à ce calculateur CA, directement ou indirectement, ou bien pourrait comprendre son propre calculateur couplé au calculateur CA, directement ou indirectement. Par conséquent, le dispositif d'apprentissage DA peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »), ou bien d'une 30 combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels. Le procédé, selon l'invention, commence par la fourniture successivement d'au moins deux couples CBv(n) ayant des valeurs discrètes 3057641 8 différentes à un arbre primaire APj de l'une des parties PBj de la boîte de vitesses BV. La variable n désigne ici le numéro du couple fourni à l'arbre primaire APj par l'embrayage EMj de la partie PBj, et prend des valeurs comprises entre 1 et N (avec N 2). Cette fourniture est déclenchée par le 5 dispositif d'apprentissage DA. On notera que cette première sous-étape (de fourniture) de l'étape du procédé est référencée 10 dans l'exemple d'algorithme de la figure 2. Puis, l'étape du procédé se poursuit, pour chaque couple CBv(n), par le déclenchement (par le dispositif d'apprentissage DA) d'une phase de 10 synchronisation impliquant un actionneur ACj' et un synchroniseur Sj' dans l'autre partie PBj' (j' # j) de la boîte de vitesses BV. Cette deuxième sous-étape de l'étape du procédé est référencée 20 dans l'exemple d'algorithme de la figure 2. Puis, l'étape du procédé se poursuit, pour le couple CBv(n) fourni, par 15 l'enregistrement (par le dispositif d'apprentissage DA) de la première position pl (n) de cet actionneur ACj' à la fin de la sous-phase de pilotage en position de la phase de synchronisation, puis de la deuxième position p2(n) de cet actionneur ACj' à la fin de la sous-phase de pilotage en effort de la phase de synchronisation. Cette troisième sous-étape de l'étape du procédé est 20 référencée 30 dans l'exemple d'algorithme de la figure 2. Puis, l'étape du procédé se poursuit pour le couple CBv(n) fourni, par le déclenchement (par le dispositif d'apprentissage DA) d'une phase de crabotage de l'actionneur ACj' et du synchroniseur Sj' associé. Cette quatrième sous-étape de l'étape du procédé est référencée 40 dans l'exemple 25 d'algorithme de la figure 2. Puis, l'étape du procédé se poursuit, pour le couple CBv(n) fourni, par l'enregistrement (par le dispositif d'apprentissage DA) de la troisième position p3(n) de cet actionneur ACj' à la fin de cette phase de crabotage. Cette cinquième sous-étape de l'étape du procédé est référencée 50 dans l'exemple 30 d'algorithme de la figure 2. Comme illustré sur la figure 2, une fois que le dispositif d'apprentissage DA dispose des trois positions (pl (n), p2(n), p3(n)) pour le couple CBv(n), il doit réitérer les sous-étapes 10 à 50 avec le couple CBv(n+1) 3 0 5 76 4 1 9 suivant (et dont la valeur est strictement inférieure à celle de CBV(n)), sous réserve que n n'est pas déjà égal à N (le nombre total de couples à fournir successivement). Afin de vérifier si le nombre de couples déjà fournis est inférieur à N 5 (ou en d'autres termes si n REVENDICATIONS1. Procédé d'apprentissage de positions d'actionneurs (ACj) dans une boîte de vitesses (BV) à double embrayage (EMj) d'un véhicule, ladite boîte de vitesses (BV) comprenant deux parties (PBj) comportant chacune au moins un actionneur (ACj) propre à agir sur un synchroniseur (Sj) associé dans des phases de synchronisation et de crabotage d'un pignon fou (PF), caractérisé en ce qu'il comprend une étape (10-80) dans laquelle on fournit successivement au moins deux couples ayant des valeurs discrètes la différentes à un arbre primaire (APj) de l'une desdites parties (PBj) et, pour chacun de ces couples, on déclenche une phase de synchronisation impliquant un actionneur (ACj') et un synchroniseur (Sj') dans l'autre partie (PBj'), puis on enregistre des première et deuxième positions dudit actionneur (ACj') à la fin de sous-phases de pilotage respectivement en position et en 15 effort de ladite phase de synchronisation, puis on déclenche une phase de crabotage de ces actionneur (ACj') et synchroniseur (Sj'), puis on enregistre une troisième position dudit actionneur (ACj') à la fin de cette phase de crabotage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite 20 étape on fournit successivement deux couples ayant respectivement des première et seconde valeurs discrètes, ladite seconde valeur discrète étant strictement inférieure à ladite première valeur discrète. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite étape on fournit successivement au moins trois couples ayant des valeurs 25 discrètes qui décroissent de façon linéaire, selon une pente négative choisie, à partir d'une première valeur. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans ladite étape on fournit successivement une valeur discrète maximale, trois valeurs discrètes intermédiaires et décroissantes, et une valeur discrète minimale. 30 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on réitère ladite étape pour chaque actionneur (ACj) de chaque partie (PBj) de la boîte de vitesses (BV) et pour chaque rapport de cette dernière (BV), afin de disposer d'un ensemble de triplets de première, deuxième et troisième 3057641 14 positions, associés respectivement aux différents couples fournis, pour chaque actionneur (ACj) et chaque rapport de ladite boîte de vitesses (BV). 6. Dispositif (DA) d'apprentissage de positions d'actionneurs (ACj) dans une boîte de vitesses (BV) à double embrayage (EMj) d'un véhicule, ladite 5 boîte de vitesses (BV) comprenant deux parties (PBj) comportant chacune au moins un actionneur (ACj) propre à agir sur un synchroniseur (Sj) associé dans des phases de synchronisation et de crabotage d'un pignon fou (PF), caractérisé en ce qu'il est agencé pour déclencher la fourniture successivement d'au moins deux couples ayant des valeurs discrètes la différentes à un arbre primaire (APj) de l'une desdites parties (PBj) et, pour chacun de ces couples, pour déclencher une phase de synchronisation impliquant un actionneur (ACj') et un synchroniseur (Sj') dans l'autre partie (PBj'), puis pour enregistrer des première et deuxième positions dudit actionneur (ACj') à la fin de sous-phases de pilotage respectivement en 15 position et en effort de ladite phase de synchronisation, puis pour déclencher une phase de crabotage de ces actionneur (ACj') et synchroniseur (Sj'), puis pour enregistrer une troisième position dudit actionneur (ACj') à la fin de cette phase de crabotage. 7. Calculateur (CA), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif 20 d'apprentissage (DA) selon la revendication 6. 8. Dispositif de contrôle de positions d'actionneurs (ACj) de synchroniseurs (Sj) d'une boîte de vitesses (BV) à double embrayage d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il est agencé, pendant une phase de décélération dudit véhicule impliquant une réduction du couple fourni à un 25 arbre primaire (APj) de ladite boîte de vitesses (BV), pour contrôler pendant des phases de synchronisation et de crabotage les positions successives d'un actionneur (ACj') impliqué dans un changement de rapport en fonction de première, deuxième et troisième positions prédéfinies de cet actionneur (ACj'), pour ce rapport et pour ladite réduction de couple, et faisant partie d'un 30 ensemble stocké et obtenu au moyen d'un procédé d'apprentissage selon l'une des revendications 1 à 5. 9. Véhicule comprenant une boîte de vitesses (BV) à double embrayage (EMj), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de 3057641 15 contrôle selon la revendication 8. 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.