Brevet FR3057331A1 — publié le 20180413

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D'APPRENTISSAGE DE POSITIONS DE DÉBUT DE CRABOTAGE D'ACTIONNEURS D'UNE BOÎTE DE VITESSES DCT D'UN VÉHICULE 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. Comme le sait l'homme de l'art, une boîte de vitesses DCT comprend deux parties (parfois appelées « 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 d'un arbre secondaire pour synchroniser la vitesse d'un pignon fou de ce dernier avec celle de l'arbre primaire dans une phase de synchronisation, et pour coupler ce pignon fou à l'arbre secondaire dans une phase de crabotage. Grâce à cet agencement on peut engager simultanément les deux arbres primaires sur des rapports différents, afin de permettre des changements de rapport sous couple, c'est-à-dire sans interruption de l'accélération du véhicule. Un changement de rapport très rapide et sans rupture de couple 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 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. Chaque actionneur est associé à un capteur d'effort qui est destiné à mesurer l'effort qu'il exerce sur le synchroniseur associé, et un capteur de 3057331 2 position chargé de déterminer à chaque instant sa position en cours par rapport à une position de référence. On peut ainsi piloter les différents synchroniseurs en position, en effort, ou en vitesse, selon la phase de fonctionnement dans laquelle ils sont impliqués. 5 Les différentes phases de fonctionnement d'un synchroniseur sont définies par un apprentissage des transitions entre le pilotage en position et le pilotage en effort durant un changement de rapport dans la partie de la boîte de vitesses qui est temporairement découplée du moteur du fait que l'embrayage associé est ouvert, alors même que l'autre partie de cette boîte 10 de vitesses est couplée au moteur et transmet du couple aux roues. Ce changement de rapport dans la partie de la boîte de vitesses qui est temporairement découplée du moteur 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 15 variation de régime qui permette d'expliquer ces bruits, chocs ou craquements. Pour éviter que de tels bruits, chocs ou craquements soient audibles, il est important que la phase de crabotage soit scrupuleusement respectée, ce qui nécessite une connaissance précise de la position dite « de début de crabotage » dans laquelle chaque actionneur doit être arrêté au début du 20 crabotage. Actuellement, l'apprentissage de la position de début de crabotage de chaque actionneur se fait en fonction de calculs des chaines de côtes. Ce mode d'apprentissage ne s'avère pas suffisamment satisfaisant, notamment du fait de la dispersion de ces chaines de côtes. 25 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 30 synchroniseur d'un arbre secondaire pour synchroniser la vitesse d'un pignon fou de ce dernier avec celle d'un arbre primaire couplé à un embrayage dans une phase de synchronisation, et pour coupler ce pignon fou à l'arbre 3057331 3 secondaire dans une phase de crabotage. Ce procédé comprend une étape dans laquelle, en cas de détection de la fin de la phase de synchronisation impliquant un actionneur et un synchroniseur dans l'une des parties de la boîte de vitesses : 5 - on déclenche le début de la phase de crabotage de ces actionneur et synchroniseur et on couple temporairement l'embrayage de cette partie à l'arbre primaire de cette partie afin de provoquer un arrêt de cet actionneur, puis - on observe un effort exercé par cet actionneur sur ce synchroniseur, et 10 lorsque l'effort satisfait à au moins une condition choisie on enregistre la position dans laquelle s'est arrêté cet actionneur en tant que position de début de crabotage. On peut ainsi déterminer facilement, rapidement et très précisément la position de début de crabotage d'un actionneur d'une boîte de vitesses de type 15 DCT. Le procédé selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : la condition choisie peut comprendre un effort compris pendant une durée prédéfinie dans un intervalle choisi inférieur à un effort maximal exercé sur 20 le synchroniseur pendant la phase de synchronisation ; - dans son étape on peut coupler temporairement l'embrayage à l'arbre primaire afin de lui communiquer un couple qui est fonction d'au moins un paramètre ; - chaque paramètre peut être choisi dans un groupe comprenant (au 25 moins) une valeur de démultiplication égale à un couple moteur transmis par l'autre partie de la boîte de vitesses multiplié par le rapport final cible et un couple d'entrée égal à un couple moteur transmis par l'autre partie de la boîte de vitesses (du fait de la fermeture de l'embrayage associé) ; - on peut réitérer son étape pour chaque actionneur de chaque partie de la 30 boîte de vitesses, afin de disposer d'un ensemble de positions de début de crabotage associées respectivement à tous les actionneurs de la boîte de vitesses. 3057331 4 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 comprenant deux parties comportant chacune au moins un actionneur propre 5 à agir sur un synchroniseur d'un arbre secondaire pour synchroniser la vitesse d'un pignon fou de ce dernier avec celle d'un arbre primaire couplé à un embrayage dans une phase de synchronisation, et pour coupler ce pignon fou à l'arbre secondaire dans une phase de crabotage. Ce dispositif d'apprentissage se caractérise par le fait qu'il est agencé, 10 en cas de détection de la fin d'une phase de synchronisation impliquant un actionneur et un synchroniseur dans l'une des parties de la boîte de vitesses, pour déclencher la phase de crabotage de ces actionneur et synchroniseur, puis pour déclencher un couplage temporaire de l'embrayage de cette partie à l'arbre primaire associé afin de provoquer un arrêt de cet actionneur, puis pour 15 observer un effort exercé sur ce synchroniseur, et lorsque cet effort satisfait à au moins une condition choisie pour enregistrer la position dans laquelle s'est arrêté cet actionneur en tant que position de début de crabotage. L'invention propose également un calculateur comprenant un dispositif d'apprentissage du type de celui décrit ci-avant. 20 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur 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 25 d'apprentissage de positions selon l'invention, la figure 2 illustre schématiquement un exemple d'algorithme mettant en oeuvre un procédé d'apprentissage selon l'invention, et la figure 3 illustre schématiquement au sein de quatre diagrammes un premier exemple d'évolution temporelle de la position d'un actionneur 30 pendant des phases de synchronisation et de crabotage, un deuxième exemple d'évolution temporelle de la vitesse d'un arbre primaire pendant ces phases de synchronisation et de crabotage, un troisième exemple d'évolution temporelle de l'effort exercé par l'actionneur sur le synchroniseur 3057331 5 associé pendant ces phases de synchronisation et de crabotage, et un quatrième exemple d'évolution temporelle du couple transmis à l'arbre primaire par l'embrayage associé pendant ces phases de synchronisation et de crabotage. 5 L'invention a notamment pour but de proposer un procédé, et un dispositif DA associé, destinés à permettre l'apprentissage des positions de début de crabotage des actionneurs ACj d'une boîte de vitesses BV de type DCT destinée à équiper un véhicule. On considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le 10 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 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, 15 engins de chantier, et engins de manutention). 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, 20 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 25 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 d'un arbre secondaire ASk pour synchroniser la vitesse d'un pignon fou PF de ce dernier (ASk) avec celle de l'arbre primaire APj dans une phase de synchronisation, et pour coupler ce 30 pignon fou PF à l'arbre secondaire ASk dans 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 3057331 6 moins un synchroniseur S1 de la première partie PB1 et au moins un synchroniseur S2 de la seconde partie PB2. Mais d'autres agencements sont possibles, et notamment chaque partie PBj pourrait comprendre son propre arbre secondaire portant ses propres synchroniseurs Sj associés à ses 5 actionneurs ACj. Chaque actionneur ACj est agencé de manière à agir sur une fourchette (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 d'effort est la 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 laquelle ils 15 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 de début 20 de crabotage des actionneurs ACj de la boîte de vitesses BV. Ce procédé peut être mis en oeuvre au moyen d'un dispositif d'apprentissage DA selon l'invention. 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 25 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 d'apprentissage DA pourrait être un équipement couplé à ce calculateur CA, directement ou indirectement, ou bien pourrait comprendre son propre 30 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 combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules 3057331 7 logiciels. Le procédé, selon l'invention, commence lorsque la fin d'une phase de synchronisation, impliquant un actionneur ACj et un synchroniseur Sj dans l'une des parties PBj de la boîte de vitesses BV, est détectée. Cette première 5 sous-étape (préliminaire) de l'étape du procédé est référencée 10 dans l'exemple d'algorithme de la figure 2. Dans ce cas, on (le dispositif d'apprentissage DA) déclenche le début de la phase de crabotage de ces actionneur ACj et synchroniseur Sj et on couple temporairement l'embrayage EMj qui est associé à cette partie PBj à 10 l'arbre primaire APj associé afin de fournir un couple à ce dernier (APj) propre à provoquer un arrêt de l'actionneur ACj. Ce couplage temporaire est déclenché par le dispositif d'apprentissage DA. Il est rappelé qu'un couple résiduel entre le moteur MT et un synchroniseur Sj entraîne une impossibilité de déplacer l'actionneur ACj 15 associé (c'est le principe de fonctionnement d'un synchroniseur dans les deux phases de synchronisation et de crabotage). Cette deuxième sous-étape de l'étape du procédé est référencée 20 dans l'exemple d'algorithme de la figure 2. On comprendra que le couple qui est fourni à l'arbre primaire APj 20 concerné pendant le couplage temporaire de l'embrayage EMj est uniquement destiné à provoquer l'arrêt de l'actionneur ACj. Par conséquent, il n'a pas besoin d'être important. Par exemple, il peut être calibrable en fonction d'au moins un paramètre. Par exemple, chaque paramètre peut être choisi parmi au moins une valeur de démultiplication égale au couple moteur transmis par 25 l'autre partie PBj de la boîte de vitesses BV multiplié par le rapport final cible, et un couple d'entrée égal au couple moteur transmis par l'autre partie PBj de la boîte de vitesses BV (du fait de la fermeture de l'embrayage EMj associé). Puis, l'étape du procédé se poursuit par l'observation de l'effort qui est exercé sur le synchroniseur Sj par l'actionneur ACj concerné. Cette 30 observation est réalisée par le dispositif d'apprentissage DA sur les mesures qui sont fournies par le capteur d'effort associé à l'actionneur ACj concerné. Cette troisième sous-étape de l'étape du procédé est référencée 30 dans l'exemple d'algorithme de la figure 2. 3057331 8 Finalement, lorsque l'effort observé satisfait à au moins une condition choisie, on (le dispositif d'apprentissage DA) enregistre la position dans laquelle s'est arrêté l'actionneur ACj considéré en tant que position de début de crabotage. Cette quatrième sous-étape de l'étape du procédé est 5 référencée 40 dans l'exemple d'algorithme de la figure 2 Par exemple, la condition choisie peut comprendre un effort compris pendant une durée prédéfinie dans un intervalle choisi qui est inférieur à l'effort maximal qui est exercé sur le synchroniseur Sj par l'actionneur ACj pendant la phase de synchronisation. 10 A titre d'exemple purement illustratif, et donc non limitatif, la durée prédéfinie peut être comprise entre environ 10 ms et environ 80 ms. Cette durée prédéfinie peut être calibrable. On notera que l'étape du procédé peut être réitérée pour chaque actionneur ACj de chaque partie PBj de la boîte de vitesses BV, afin de 15 disposer d'un ensemble de positions de début de crabotage associées respectivement à tous les actionneurs ACj de cette boîte de vitesses BV. Cet ensemble peut ensuite être stocké dans le calculateur qui supervise le fonctionnement du groupe motopropulseur (ou GMP) de la chaîne de transmission du véhicule, afin d'être utilisé pour positionner chaque actionneur 20 ACj lors de chaque phase de crabotage le concernant. On a schématiquement illustré sur la figure 3, au sein de quatre diagrammes, un exemple non limitatif de comportements d'éléments de la boîte de vitesses BV et du double embrayage EM1 et EM2 associé lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. 25 Le premier diagramme (le plus en haut) illustre un premier exemple d'évolution temporelle de la position d'un actionneur ACj pendant une phase de synchronisation suivie d'une phase de crabotage. La courbe Cl représente la consigne de position que doit suivre l'actionneur ACj. La courbe C1' représente la position mesurée de l'actionneur ACj. 30 Le deuxième diagramme illustre un deuxième exemple d'évolution temporelle de la vitesse c2 de l'arbre primaire APj qui est impliqué dans ces mêmes phases de synchronisation et de crabotage. Le troisième diagramme illustre un troisième exemple d'évolution 3057331 9 temporelle de l'effort c3 exercé par l'actionneur ACj sur le synchroniseur Sj associé pendant ces mêmes phases de synchronisation et de crabotage. Le quatrième diagramme illustre un quatrième exemple d'évolution temporelle du couple c4 transmis à l'arbre primaire APj par l'embrayage EMj 5 associé pendant ces mêmes phases de synchronisation et de crabotage. Comme on peut l'observer sur ces diagrammes, à un instant tl le dispositif d'apprentissage DA déclenche une phase de synchronisation impliquant un actionneur AC1 associé à un synchroniseur S1 au sein de la première partie PB1 de la boîte de vitesses BV, alors que la seconde partie 10 PB2 de cette dernière (BV) est en train de fournir du couple produit par le moteur thermique MT. Les consignes de déplacement (cl ) provoquent un déplacement (cl ') de l'actionneur AC1 jusqu'à ce qu'il atteigne sa position de synchronisation à l'instant t2. Puis, entre les instants t2 et t3, on procède à la synchronisation de la 15 vitesse (c2) de l'arbre primaire AP1 avec celle d'un pignon fou PF de l'arbre secondaire ASk qui porte le synchroniseur S1 associé à l'actionneur AC1. L'effort (c3) exercé par l'actionneur AC1 sur ce synchroniseur S1 croît alors jusqu'à une valeur maximale. A l'instant t3, on détecte la fin de la phase de synchronisation. Par 20 conséquent, le dispositif d'apprentissage DA déclenche une phase de crabotage. Les consignes de déplacement (cl ) provoquent alors un début de déplacement (cl') de l'actionneur AC1. Mais, après l'instant t3 et avant que ce dernier (AC1) atteigne sa position de début de crabotage (recherchée), le dispositif d'apprentissage DA déclenche un couplage temporaire du premier 25 embrayage EM1 de la première partie PB1 à l'arbre primaire AP1. Ce déclenchement est obtenu au moyen de consigne(s) de couple (c4) adressée(s) à l'actionneur AE1 du premier embrayage EM1. Ce couplage temporaire provoque à l'instant t4 une augmentation de l'effort (c3) exercé par l'actionneur AC1 sur le synchroniseur S1, ce qui provoque un arrêt du 30 déplacement (cl ') de cet actionneur AC1. Le dispositif d'apprentissage DA commence alors à l'instant t4 à observer l'effort (C3) exercé sur le synchroniseur S1 par l'actionneur AC1. Cette observation se fait ici jusqu'à l'instant t5. Si cet effort satisfait à au moins 3057331 10 une condition choisie (par exemple, du fait qu'il est contenu pendant t5 - t4 dans un intervalle choisi inférieur à la valeur maximale de l'effort pendant la synchronisation), le dispositif d'apprentissage DA enregistre la position dans laquelle s'est arrêté l'actionneur AC1 en tant que position de début de 5 crabotage. Si l'effort ne satisfait pas à au moins la condition choisie, la position en cours n'est pas enregistrée, et le dispositif d'apprentissage DA déclenche l'interruption de la phase de crabotage, puis recommence toute la procédure. L'invention permet ainsi de déterminer facilement, rapidement et très précisément chaque position de début de crabotage de chaque actionneur 10 d'une boîte de vitesses de type DCT. REVENDICATIONS1. Procédé d'apprentissage de positions d'actionneurs (ACj) dans une boîte de vitesses (BV) à double embrayage 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) d'un arbre secondaire (ASk) pour synchroniser la vitesse d'un pignon fou (PF) de ce dernier (ASk) avec celle d'un arbre primaire (APj) couplé à un embrayage (EMj) dans une phase de synchronisation, et pour coupler ce pignon fou (PF) audit arbre l a secondaire (ASk) dans une phase de crabotage, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (10-40) dans laquelle, en cas de détection de la fin de ladite phase de synchronisation impliquant un actionneur (ACj) et un synchroniseur (Sj) dans l'une desdites parties (PBj) de la boîte de vitesses (BV), on déclenche le début de ladite phase de crabotage de ces actionneur 15 (ACj) et synchroniseur (Sj) et on couple temporairement ledit embrayage (EMj) de cette partie (PBj) audit arbre primaire (APj) associé afin de provoquer un arrêt dudit actionneur (ACj), puis on observe un effort exercé par ledit actionneur (ACj) sur ledit synchroniseur (Sj), et lorsque ledit effort satisfait à au moins une condition choisie on enregistre la position dans laquelle s'est arrêté 20 ledit actionneur (ACj) en tant que position de début de crabotage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite condition choisie comprend un effort compris pendant une durée prédéfinie dans un intervalle choisi inférieur à un effort maximal exercé sur ledit synchroniseur (Sj) pendant ladite phase de synchronisation. 25 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que dans ladite étape on couple temporairement ledit embrayage (EMj) audit arbre primaire (APj) afin de lui communiquer un couple fonction d'au moins un paramètre. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque 30 paramètre est choisi dans un groupe comprenant une valeur de démultiplication égale à un couple moteur transmis par l'autre partie (PBj) de la boîte de vitesses (BV) multiplié par le rapport final cible et un couple d'entrée égal à un couple moteur transmis par l'autre partie (PBj) de la boîte de 3057331 12 vitesses (BV). 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), afin de disposer d'un ensemble de positions de 5 début de crabotage associées respectivement à tous les actionneurs (ACj) 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 d'un véhicule, ladite boîte de vitesses (BV) comprenant deux parties (PBj) comportant chacune au moins un la actionneur (ACj) propre à agir sur un synchroniseur (Sj) d'un arbre secondaire (ASk) pour synchroniser la vitesse d'un pignon fou (PF) de ce dernier (ASk) avec celle d'un arbre primaire (APj) couplé à un embrayage (EMj) dans une phase de synchronisation, et pour coupler ce pignon fou (PF) audit arbre secondaire (ASk) dans une phase de crabotage, caractérisé en ce qu'il est 15 agencé, en cas de détection de la fin de ladite phase de synchronisation impliquant un actionneur (ACj) et un synchroniseur (Sj) dans l'une desdites parties (PBj) de la boîte de vitesses (BV), pour déclencher ladite phase de crabotage de ces actionneur (ACj) et synchroniseur (Sj), puis pour déclencher un couplage temporaire dudit embrayage (EMj) de cette partie (PBj) audit 20 arbre primaire (APj) associé afin de provoquer un arrêt dudit actionneur (ACj), puis pour observer un effort exercé sur ledit synchroniseur (Sj), et lorsque ledit effort satisfait à au moins une condition choisie pour enregistrer la position dans laquelle s'est arrêté ledit actionneur (ACj) en tant que position de début de crabotage. 25 7. Calculateur (CA), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'apprentissage (DA) selon la revendication 6.