Brevet FR3056661A1 — publié le 20180330

"PROCEDE D'APPRENTISSAGE POUR LE PILOTAGE D'UN EMBRAYAGE" [0001] L'invention s'inscrit dans le domaine de la commande des véhicules automobiles, notamment les véhicules automobiles à moteur thermique (ou encore les voitures à propulsion hybride thermique et électrique) disposant, sur leur chaîne de puissance de traction d'une boîte de vitesses à plusieurs rapports de vitesses discrets, la boîte étant manuelle, c'est-à-dire que le rapport engagé est choisi par le conducteur. [0002] Les véhicules évoqués ci-dessus disposent sur leur chaîne de puissance de traction d'un embrayage. [0003] Certaines boîtes de vitesses manuelles sont dites pilotées. Elles comprennent un calculateur qui pilote l'ouverture et la fermeture de l'embrayage et le passage des rapports de vitesses, sur la base des instructions données par le conducteur. [0004] Ces boîtes de vitesses disposent d'une fonction, indispensable, d'apprentissage régulier du point de léchage de l'embrayage. Il est nécessairement effectué quand la boîte de vitesses est au neutre, et par observation de la variation (augmentation) de régime de l'arbre primaire de la boîte de vitesses. [0005] Le point de léchage de l'embrayage est la position de l'embrayage où les disques commencent, au cours de la fermeture de l'embrayage, à entrer en frottement l'un avec l'autre, de sorte que de l'énergie commence à être transmis à travers l'embrayage. La connaissance du point de léchage permet de recaler la fonction de transfert position de l'actionneur / couple transmis et ainsi maîtriser le pilotage de l'embrayage. L'objectif de la fonction de détermination du point de léchage est donc de gagner en fiabilité et en constance sur les prestations de transmission de couple par l'embrayage (au démarrage et lors d'un changement de rapport). [0006] On connaît ainsi des boîtes de vitesses manuelles pilotées pour lesquelles l'apprentissage du point de léchage est réalisé moteur thermique tournant, boîte de vitesses au neutre et par détection de la mise en rotation de l'arbre primaire. [0007] Mais on ne connait pas de boîte de vitesses manuelle dont seul l'embrayage est piloté, et qui disposerait de la même manière d'une fonction d'apprentissage du point de léchage. En effet, dans une telle boîte, le retour au neutre n'est pas piloté par le 3056661 2 calculateur, puisqu'il reste du ressort du conducteur. Ainsi, il n'y a pas de possibilité aisée de mener un apprentissage régulier du point de léchage de l'embrayage. [0008] Les rares occasions pendant lesquelles la boîte est au neutre sont essentiellement les situations dites de Stop & Start, c'est-à-dire d'arrêt du moteur lorsque 5 le véhicule est proche de l'arrêt, attendant un nouveau démarrage. Mais alors le moteur étant éteint, il est impossible de mener un apprentissage du point de léchage qui nécessite en tout état de cause que le moteur tourne. [0009] Mais les boîtes de vitesses manuelles dont seul l'embrayage est piloté sont attrayantes car elles offrent une possibilité d'économiser de l'énergie par ouverture de 10 l'embrayage automatique, en vue de réduire le frein moteur, en situation favorable pour la consommation de carburant (légère décélération, sans appui sur la pédale d'accélérateur, ni d'appui sur la pédale de frein). Le conducteur conserve un rapport engagé alors que le débrayage automatique se fait. Le terme de « freewheeling » est utilisé (pour évolution en roue libre). 15 [0010] Il a donc fallu rechercher une autre manière d'apprendre le point de léchage pour les boîtes de vitesses manuelles avec embrayage piloté. [0011] DE102014208781 présente un procédé de détermination d'un point de léchage, quand le véhicule est à l'arrêt. Cela ne convient pas à un apprentissage régulier sur un véhicule en cours de trajet. 20 [0012] L'invention permet de résoudre les inconvénients des procédés existants. [0013] Pour obtenir ce résultat elle consiste en un procédé d'apprentissage pour le pilotage d'un embrayage d'une chaîne de puissance d'un véhicule automobile à boîte de vitesses à rapports discrets, la commande de l'embrayage étant pilotée, comprenant, au cours d'une période pendant laquelle le moteur est laissé tourner au ralenti et l'embrayage 25 est ouvert alors qu'un rapport de vitesses reste engagé, une étape de détection de la stabilisation du couple fourni par le moteur tournant au ralenti, une étape de commande de la fermeture progressive de l'embrayage après la détection de la stabilisation du couple, et une étape de détection d'une réaction de la dynamique du moteur pour repérer le point de léchage de l'embrayage au cours de ladite fermeture progressive. Dans ce procédé, le véhicule avance en roue libre et un rapport de vitesses reste engagé, ladite réaction de la 3056661 3 dynamique du moteur correspondant à un transfert d'énergie des roues vers le moteur tournant au ralenti. [0014] Des caractéristiques optionnelles et avantageuses peuvent être introduites, parmi lesquelles : 5 [0015] l'étape de détection d'une réaction de la dynamique du moteur comprend la détection du franchissement, par le couple fourni par le moteur, d'un seuil à la baisse ; [0016] - l'étape de détection d'une réaction de la dynamique du moteur comprend le suivi de la dérivée par rapport au temps du régime de rotation du moteur, compte tenu de l'inertie de rotation du moteur ; 10 [0017] - le procédé est mis en oeuvre dans un véhicule à boîte de vitesses manuelle au cours d'une période pendant laquelle l'embrayage est ouvert sous le contrôle d'un calculateur mettant en oeuvre une fonction de suppression du frein moteur pour rechercher une diminution de consommation de carburant, indépendamment de l'action du conducteur sur le choix du rapport de vitesses engagé et de son maintien ; 15 [0018] - une telle succession d'étape pour repérer le point de léchage est menée périodiquement. [0019] L'invention porte aussi sur un dispositif d'apprentissage pour le pilotage d'un embrayage d'une chaîne de puissance d'un véhicule automobile à boîte de vitesses à rapports discrets, la commande de l'embrayage étant pilotée, comprenant des moyens 20 pour, au cours d'une période pendant laquelle le moteur est laissé tourner au ralenti et l'embrayage est ouvert, détecter la stabilisation du couple fourni par le moteur tournant au ralenti, commander la fermeture progressive de l'embrayage après la détection de la stabilisation du couple, et détecter une réaction de la dynamique du moteur pour repérer le point de léchage de l'embrayage au cours de ladite fermeture progressive. Dans ce 25 dispositif, les moyens sont adaptés pour que, le véhicule avançant en roue libre et un rapport de vitesses restant engagé, ladite réaction de la dynamique du moteur correspond à un transfert d'énergie des roues vers le moteur tournant au ralenti. [0020] L'invention porte aussi sur une boîte de vitesses à rapports discrets pour chaîne de puissance de traction de véhicule automobile, comprenant un dispositif d'apprentissage 30 tel qu'évoqué plus haut. Il peut s'agir d'une boîte robotisée. 3056661 4 [0021] L'invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant, sur sa chaîne de puissance de traction, une boîte de vitesses à rapports discrets, la boîte de vitesses étant telle qu'évoqué plus haut. [0022] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et 5 avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention : [0023] - la figure 1 étant une représentation d'une mise en oeuvre d'un mode de réalisation de l'invention ; 10 [0024] - la figure 2 est un logigramme montrant la mise en oeuvre du mode de réalisation évoqué. [0025] La figure 1 porte sur une chaîne de puissance d'un véhicule automobile à boîte de vitesses à rapports discrets, la commande de l'embrayage étant pilotée. [0026] Elle présente en partie haute l'évolution, en ordonnées, des valeurs de régime 15 (nombre de rotations d'un arbre par unité de temps) en fonction du temps au cours d'un scénario, représenté en abscisses. La partie basse présente l'évolution, en ordonnées, des valeurs de couple, toujours en fonction du temps, dont le déroulé est identique sur les deux parties de la figure. [0027] La courbe 10 montre le régime de l'arbre primaire (ou arbre de sortie de 20 l'embrayage) et la courbe 20 celle du moteur. [0028] La courbe 30 montre l'évolution du couple disponible sur l'arbre de sortie de l'embrayage, et la courbe 40 l'évolution du couple disponible à la sortie du moteur. [0029] La figure montre un scénario dans lequel initialement le moteur était en fonctionnement pour fournir de la puissance de traction, le conducteur appuyant sur 25 l'accélérateur et ayant un rapport de vitesses engagé, et dans lequel on entre dans une période au cours de laquelle le conducteur cessant d'appuyer sur l'accélérateur mais conservant le rapport de vitesses engagé, les couples disponibles sur l'arbre de sortie de l'embrayage et de sortie du moteur diminuent brusquement, puis le moteur est laissé tourner au ralenti et l'embrayage est ouvert. L'embrayage est par exemple ouvert sous le 30 contrôle d'un calculateur mettant en oeuvre une fonction de suppression du frein moteur 3056661 5 pour rechercher une diminution de consommation de carburant, indépendamment de l'action du conducteur sur le choix du rapport de vitesses engagé et de son maintien. [0030] À un instant ta, un calculateur commande l'ouverture de l'embrayage qui est piloté, cette ouverture se faisant sur une période de temps durant de ta à environ t1. 5 Pendant cette période de temps les couples disponibles sur les deux arbres continuent de chuter, et les régimes des deux arbres diminuent en restant égaux l'un à l'autre, du fait de leur connexion toujours en cours par l'embrayage. Le maintien d'une rotation est lié à la rotation des roues, imposée par l'inertie du véhicule, et la diminution des régimes qui est ici présentées linéaire, est liée à la décélération du véhicule causée aux frottements du sol 10 et de l'air, et éventuellement à une légère pente montante. [0031] À partir de l'instant t1, le véhicule évolue en « évolution en roue libre », c'est-à-dire « en roue libre », les roues n'étant plus reliées au moteur. L'arbre de sortie de l'embrayage continue à avoir une vitesse positive qui diminue linéairement, toujours du fait de l'inertie du véhicule et de sa décélération, deux phénomènes non influencés par 15 l'ouverture de l'embrayage. [0032] Par contre les couples disponibles sur les arbres atteignent tous deux un minimum (-20 Nm par exemple, valeur non limitative) et aux environs de l'instant t1, un calculateur déclenche le ralenti du moteur et régule le couple de l'arbre de sortie du moteur, amenant le couple disponible sur l'arbre de sortie de celui-ci à augmenter après 20 avoir atteint son minimum, vers une valeur faible (qui peut être 0 Nm ou en tout cas typiquement inférieure, en valeur absolue, à 10 Nm, valeur non limitative), intermédiaire entre le couple qui était disponible au cours de l'accélération et le minimum, et plus proche de la valeur minimale que de la valeur correspondant à l'accélération. L'arbre de sortie du moteur se maintient au ralenti à une valeur de régime basse, par exemple 750 tour/min 25 (valeur non limitative). Le couple disponible sur l'arbre de sortie de l'embrayage se maintient à proximité de la valeur faible. [0033] La période E1, s'étendant de ta à t2 est une période d'entrée en évolution en roue libre. [0034] Une durée est observée à partir de t2 (par exemple au moins 5 secondes, c'est-à- 30 dire une phase prolongée d'évolution en roue libre) pour que le comportement de ralenti du moteur soit atteint de manière stabilisée. Un détecteur recherche la stabilisation de la valeur de régime du moteur, qui dans le scénario représenté est observée à l'instant t3, 3056661 6 correspondant à un point de stabilisation 100. On enregistre de plus la valeur du couple disponible sur l'arbre de sortie du moteur. [0035] Il s'agit là d'une première fonction, mise en oeuvre dans une période E2 s'étendant entre t2 et t3, de stabilisation au ralenti. Une fois menée à terme une deuxième 5 fonction est mise en oeuvre. [0036] À partir de cet instant t3, il est mené, par le calculateur, une recherche du point de léchage, par une action lente et précautionneuse de la commande de fermeture de l'embrayage. Le calculateur surveille l'évolution de couple disponible sur l'arbre de sortie du moteur, et constate qu'il diminue. Cela constitue une réaction de la dynamique du 10 moteur, correspondant à un transfert d'énergie des roues vers le moteur tournant au ralenti. Dans le mode de réalisation décrit, le calculateur surveille le dépassement, par ce couple, d'un seuil S typiquement 5 à 10 Nm (valeur non limitative), à la baisse, au-delà duquel il est considéré que le point de léchage 200 a été atteint. Pendant ce temps, du couple disponible apparait sur l'arbre de sortie de l'embrayage. Le calculateur pilotant le 15 régime de ralenti, du fait du prélèvement de couple, augmente légèrement le régime de rotation de l'arbre de sortie du moteur. [0037] Dans le scénario représenté, le seuil de baisse de couple est atteint à l'instant t5. La valeur correspondante de la commande de fermeture de l'embrayage est mémorisée. La commande de fermeture de l'embrayage est interrompue et l'embrayage rouvert à 20 partir de cet instant t5. La période E3, s'étendant de t3 à t5 est une période de recherche du point de léchage. [0038] À partir de cet instant t5, le couple disponible sur l'arbre de sortie du moteur revient à la valeur de ralenti, et le régime de cet arbre, également. Le couple disponible sur l'arbre de sortie de l'embrayage retourne vers une valeur basse, inférieure à la valeur 25 disponible sur l'arbre de sortie du moteur. A l'instant t6, le couple sur l'arbre de sortie de l'embrayage devient inférieur au couple sur l'arbre de sortie du moteur. La phase E4 suivant t5 est la phase de sortie de l'apprentissage. [0039] La modification de la commande de fermeture et d'ouverture de l'embrayage est effectuée, dans les deux étapes, de manière très progressive pour ne pas provoquer de 30 ressenti pour le conducteur et ses passagers. 3056661 7 [0040] Ce processus de recherche de la valeur de la commande de fermeture de l'embrayage correspondant au point de léchage est effectué régulièrement, en sorte de réaliser un contrôle permanent de l'embrayage piloté. De préférence, ce processus de recherche est effectué toutes les 10 minutes au moins. 5 [0041] En figure 2, on a représenté la suite des étapes de l'invention. [0042] Dans une étape E10, le conducteur lâche l'accélérateur, puis, dans une étape El 1, l'embrayage s'ouvre, sous le contrôle d'un calculateur contrôlant l'embrayage. Dans une étape E12, le ralenti se déclenche, sous le contrôle d'un régulateur de ralenti. Quelques instants plus tard, le ralenti se stabilise au cours d'une étape E13. 10 [0043] Une phase d'apprentissage débute ensuite, sous le contrôle d'un contrôleur de logique d'apprentissage. [0044] Au cours d'une étape E14, l'embrayage est fermé partiellement, d'un incrément d'embrayage appliqué à sa commande. À l'issue de cette étape, une étape de test El 5 est menée, au cours de laquelle le calculateur vérifie si la condition évoquée ci-dessus est 15 atteinte. Il s'agit de la condition permettant de repérer le point de léchage. [0045] Si la condition n'est pas atteinte, le contrôleur de logique d'apprentissage retourne à l'étape E14 et introduit un incrément supplémentaire dans la fermeture de l'embrayage. [0046] Si la condition est atteinte, il y a, au cours d'une étape E16, enregistrement du 20 point de léchage, c'est-à-dire de la valeur de la commande de fermeture d'embrayage, par le calculateur de logique d'apprentissage. [0047] Ensuite, une étape El 7 de débrayage est mise en oeuvre. [0048] Les étapes E14 et E17 se font lentement, pour ne pas provoquer d'à coup sensible par le conducteur ou les passagers. 25 [0049] Dans un mode de réalisation alternatif, on reprend tous les principes et toutes les étapes ci-dessus, mais on recherche, pendant la fermeture prudente de l'embrayage alors que le moteur est au ralenti, l'évolution de la dérivée (positive) par rapport au temps du régime de rotation de l'arbre de sortie du moteur, compte tenu de l'inertie de rotation du moteur. Ce mode de détection permet une détection plus réactive, en particulier si le 30 régulateur de ralenti réagit de manière lente, et n'influe pas la dérivée du régime moteur. 3056661 8 Dans ce cas, la dérivée du régime moteur, amène une diminution du couple disponible sur l'arbre moteur, proportionnelle au couple inertiel du moteur. Ainsi on suit la soustraction progressive par le couple inertiel moteur (défini comme le produit de l'inertie de rotation du moteur et de la dérivée du régime moteur) d'une partie du couple moteur. Quand un seuil 5 de cette soustraction est atteint, on considère que cela constitue une réaction de la dynamique du moteur, correspondant à un transfert d'énergie des roues vers le moteur tournant au ralenti et indiquant que le point de léchage de l'embrayage est atteint. On relève la valeur de commande correspondante. On interrompt aussi la fermeture de l'embrayage. 10 [0050] Ces principes, dans les deux modes de réalisation, permettent de mener une stratégie d'apprentissage du point de léchage, pour une boîte de vitesses manuelle équipée d'un embrayage piloté, qui offre un bon agrément de la fonction « évolution en roue libre ». Elle permet donc de proposer cette fonction « évolution en roue libre » sur une large gamme de véhicules équipés de boîtes de vitesses manuelles. La fonction 15 permet la réduction de consommation de carburant. [0051] Le contrôle est performant, et offre une bonne fiabilité et employabilité de la fonction « évolution en roue libre », avec une boîte de vitesses manuelle. Les informations issues du procédé d'apprentissage sont utilisées pour le pilotage de l'embrayage au cours des trajets qui suivent. 20 [0052] On peut implémenter les principes évoqués dans un dispositif d'apprentissage pour le pilotage d'un embrayage. Un tel dispositif comprend des moyens pour, au cours d'une période pendant laquelle le moteur est laissé tourner au ralenti et l'embrayage est ouvert [0053] - détecter la stabilisation du couple fourni par le moteur tournant au ralenti, 25 [0054] - commander la fermeture progressive de l'embrayage après la détection de la stabilisation du couple, [0055] - et détecter une réaction de la dynamique du moteur pour repérer le point de léchage de l'embrayage au cours de la fermeture progressive. [0056] Ce dispositif peut être inséré dans une boîte de vitesses à rapports discrets, elle- 30 même mise en place dans un véhicule automobile comprenant, sur sa chaîne de puissance de traction, une telle boîte. La boîte peut être robotisée. REVENDICATIONS1. Procédé d'apprentissage pour le pilotage d'un embrayage d'une chaîne de puissance d'un véhicule automobile à boîte de vitesses à rapports discrets, la commande de l'embrayage étant pilotée, comprenant, au cours d'une période pendant laquelle le moteur est laissé tourner au ralenti et l'embrayage est ouvert (E2, E3, E4), une étape de détection de la stabilisation (100) du couple fourni par le moteur tournant au ralenti, une étape de commande de la fermeture progressive de l'embrayage (E3) après la détection de la stabilisation du couple, une étape de détection d'une réaction (200) de la dynamique du moteur pour repérer le point de léchage de l'embrayage au cours de ladite fermeture progressive, caractérisé en ce que, le véhicule avançant en roue libre et un rapport de vitesses restant engagé, ladite réaction de la dynamique du moteur correspond à un transfert d'énergie des roues vers le moteur tournant au ralenti. 2. Procédé d'apprentissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de détection d'une réaction (200) de la dynamique du moteur comprend la détection du franchissement, par le couple fourni par le moteur (40), d'un seuil (S) de variation de couple. 3. Procédé d'apprentissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de détection d'une réaction (200) de la dynamique du moteur comprend le suivi de la dérivée par rapport au temps du régime de rotation du moteur, compte tenu de l'inertie de rotation du moteur. 4. Procédé d'apprentissage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre dans un véhicule à boîte de vitesses manuelle au cours d'une période pendant laquelle l'embrayage est ouvert (E1, E2, E3, E4) sous le contrôle d'un calculateur mettant en oeuvre une fonction de suppression du frein moteur pour rechercher une diminution de consommation de carburant. 5. Procédé d'apprentissage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une telle succession d'étape (100, E3, 200) pour repérer le point de léchage est menée périodiquement. 6. Dispositif d'apprentissage pour le pilotage d'un embrayage d'une chaîne de puissance d'un véhicule automobile à boîte de vitesses à rapports discrets, la commande de 3056661 10 l'embrayage étant pilotée, comprenant des moyens pour, au cours d'une période pendant laquelle le moteur est laissé tourner au ralenti et l'embrayage est ouvert (E2, E3, E4), détecter la stabilisation (100) du couple fourni par le moteur tournant au ralenti, commander la fermeture progressive de l'embrayage (E3) après la détection de la 5 stabilisation du couple, et détecter une réaction (200) de la dynamique du moteur pour repérer le point de léchage de l'embrayage au cours de ladite fermeture progressive, caractérisé en ce que, le véhicule avançant en roue libre et un rapport de vitesses restant engagé, ladite réaction de la dynamique du moteur correspond à un transfert d'énergie des roues vers le moteur tournant au ralenti. 10 7. Boîte de vitesses à rapports discrets pour chaîne de puissance de traction de véhicule automobile, caractérisée en ce que la boîte comprend un dispositif d'apprentissage selon la revendication 6. 8. Boîte de vitesses selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une boîte robotisée. 15 9. Véhicule automobile comprenant, sur sa chaîne de puissance de traction, une boîte de vitesses à rapports discrets, caractérisé en ce que la boîte de vitesses est selon la revendication 7 ou la revendication 8.