Brevet FR3061755A1 — publié le 20180713

Procédé de commande d'une boîte de vitesses de type locobox L'invention a pour domaine technique la commande de boîte de vitesses, et plus particulièrement, la protection thermique des actionneurs d'une telle boîte. Les véhicules automobiles muni d'une boîte de vitesse de type locobox, avec un système d'engagement faisant appel à un ressort pour stocker l'énergie de crabotage ou décrabotage présentent un problème relatif à la surchauffe de l'actionneur d'engagement lors du contact dent / dent. Le document EP2694309 décrit de manière générale les mécanismes de la boîte locobox et son contrôle associé. Le document EP2726757 décrit de manière générale l'architecture électrique de la boîte locobox et son contrôle associé. Le document FR3030005 décrit un procédé de diagnostic et de correction dynamique des seuils de désengagement. L'invention a pour objet un procédé de commande d'une boîte de vitesses de type locobox comprenant au moins un actionneur d'engagement permettant le crabotage ou le décrabotage d'un baladeur et d'un pignon fou. Le procédé comprend les étapes suivantes : à un premier instant, on récupère les valeurs préalablement déterminées de la vitesse de rotation de la pièce assurant le crabotage, la vitesse de rotation de la cible de crabotage, la consigne de position crabot, la variable booléenne de demande de crabotage, une variable booléenne indiquant un mode de fonctionnement dégradé de l'actionneur d'engagement dû à des conditions thermiques et un glissement nominal, on définit une consigne de position de crabot retardée fonction de la consigne de position crabot à un instant égal au premier instant moins un retard prédéterminé, on détermine qu'une première valeur est 3061755 2 prise par une variable booléenne indiquant que la position crabot retardée est supérieure à un seuil de consigne de position d'engagement, une deuxième valeur prise si tel n'est pas le cas, on détermine la dérivée filtrée de la position de crabotage 5 consolidée, on détermine qu'une première valeur est prise par une variable booléenne, indiquant que la dérivée filtrée de la position de crabotage consolidée est inférieure à un seuil pour lequel on considère que le baladeur est bloqué en position dent sur dent, une deuxième valeur 10 prise si tel n'est pas le cas, on détermine qu'une première valeur est prise par une variable booléenne indiquant le maintien dans le temps d'une dérivée filtrée de la position de crabotage consolidée en dessous du seuil pour lequel on considère que le baladeur est bloqué en position dent sur dent, et 15 qu'une deuxième valeur est prise si tel n'est pas le cas, on détermine qu'une première valeur est prise par une variable booléenne indiquant le déclenchement d'un contact dent sur dent, si, simultanément, la variable booléenne de demande de crabotage est égale à sa première valeur, si la variable booléenne indiquant que la 20 position crabot retardée est supérieure à un seuil de consigne de position d'engagement est égale à sa première valeur, et si la variable booléenne indiquant le maintien dans le temps d'une dérivée filtrée de la position de crabotage consolidée en dessous du seuil pour lequel on considère que le baladeur est bloqué en position dent sur dent est égale 25 à sa première valeur, et que si tel n'est pas le cas, la variable booléenne indiquant le déclenchement d'un contact dent sur dent prend une deuxième valeur, on détermine un différentiel de vitesse de rotation de crabotage égal à la différence entre la vitesse de rotation de la pièce assurant le 30 crabotage et la vitesse de rotation de la cible de crabotage, on détermine une dérivée filtrée du différentiel de vitesse de rotation de crabotage, on détermine un glissement modifié en fonction du différentiel de vitesse de rotation de crabotage et de la dérivée filtrée du 3061755 3 différentiel de vitesse de rotation de crabotage à l'instant où la variable booléenne indiquant le déclenchement d'un contact dent sur dent prend sa première valeur, on calcule alors une consigne de vitesse de rotation du baladeur 5 égale à la somme de la vitesse de rotation de la cible de crabotage et du glissement nominal si la variable booléenne indiquant un mode de fonctionnement dégradé de l'actionneur d'engagement dû à des conditions thermiques est égale à sa deuxième valeur, et une consigne de vitesse de rotation pour le crabotage égale à la somme de la vitesse 10 de rotation de la cible de crabotage et du glissement modifié si la variable booléenne indiquant un mode de fonctionnement dégradé de l'actionneur d'engagement dû à des conditions thermiques est égale à sa première valeur. La constante de temps de filtrage de la dérivée filtrée de la 15 position de crabotage consolidée peut être comprise entre 10ms et 500ms. La constante de temps de filtrage de la dérivée filtrée du différentiel de vitesse de rotation de crabotage peut être comprise entre 10ms et 50ms. 20 La position de crabot retardée peut être égale à une position de l'actionneur déterminée par un capteur ou à une consigne de position retardée déterminée. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement 25 à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure unique illustre de façon schématique une chaîne d'actionnement du passage de vitesses dans une boîte de vitesses de type locobox. L'invention revendiquée dans ce brevet est une stratégie de 30 limitation de l'échauffement d'un actionneur d'engagement par adaptation du glissement de régime en limitant la durée du contact dent / dent lors d'une phase d'engagement lorsque l'actionneur est en fonctionnement dégradé dû à des contraintes thermiques (« thermal derating » en langue anglaise). 3061755 4 La figure unique illustre de façon schématique une chaîne d'actionnement du passage de vitesses dans une boîte de vitesses de type locobox. On peut voir qu'un actionneur A permet le déplacement d'un 5 clabot C à l'aide d'un système d'assistance comprenant un réducteur RD, un transformateur de mouvement TR et un ressort R. Le ressort R stocke de l'énergie pendant la phase de blocage pour ensuite la restituer lorsque le crabotage ou le décrabotage deviennent possible. Le baladeur B peut alors s'engager dans le pignon fou ou se dégager 10 du pignon fou de manière efficace. Pour assurer l'engagement d'un rapport, il faut s'assurer de maîtriser le différentiel de vitesse de rotation entre les deux pièces que l'on souhaite craboter. Pour cela, on cherche à asservir la vitesse de rotation d'une des deux pièces à la vitesse de rotation de l'autre pièce 15 à laquelle on ajoute un terme de glissement, généralement constant, avant d'envoyer l'ordre d'engagement. De ce fait le synchronisme entre les deux pièces n'est pas parfait ce qui permet d'obtenir une durée maximale de la phase dent sur dent avec compression du ressort d'assistance à l'engagement. 20 Cette durée maximale est fonction du glissement et de la géométrie des dents. Durant cette phase, l'échauffement de l'actionneur est important, car il développe un couple important pour maintenir le ressort comprimé. Dans des conditions nominales, l'échauffement provoqué 25 n'entraîne pas de disfonctionnement de l'actionneur d'engagement. Toutefois, si celui-ci est déjà échauffé par de multiples sollicitations, il est important de diminuer l'échauffement supplémentaire qu'apporte la phase de dent sur dent. Pour réaliser ceci, on peut adapter le terme de glissement durant cette phase. 30 On définit les variables d'entrée suivantes : Claw psn sp : Consigne de position crabot (en m) B crabotage : Demande de crabotage Claw psn cs : Position crabot consolidée (en m) 3061755 5 B derating GBA : Variable booléenne indiquant un mode de fonctionnement dégradé de l'actionneur d'engagement dû à des conditions thermiques Speed tgt : Vitesse de rotation de la cible de crabotage (en 5 tpm) Speed crt ; Vitesse de rotation de la pièce assurant le crabotage (en tpm) GO = Glissement nominal (en m) 10 On définit les variables de sortie suivantes : Speed sp : Consigne de vitesse de rotation pour le crabotage (en tpm) 15 Le procédé de commande comprend les étapes suivantes : On définit une consigne de position de crabot retardée Claw_psn_sp_delay en appliquant l'équation suivante : 20 Claw psn sp delay(t)=1000*Claw psn sp(t-t delay) (Eq.1) avec t_delay = retard prédéterminé On note que t_delay est inférieur à une seconde. 25 On définit une variable booléenne B claw psn sp delay ok, indiquant que la position crabot retardée Claw_psn_sp_delay est supérieure à un seuil de consigne de position d'engagement Seuil eng. La variable booléenne B claw psn sp delay ok prend une première valeur, par exemple 1, si la valeur absolue de la consigne de position 30 crabot retardée Claw_psn_sp_delay est supérieure ou égale au seuil de consigne de position d'engagement Seuil eng. IClaw psn sp delay(t)I >= Seuil eng (Eq. 2) 3061755 6 On note que le seuil de consigne de position d'engagement Seuil eng est compris entre 4.5mm et 6mm. Si tel n'est pas le cas, la variable booléenne B c 1 aw psn sp del ay ok prend une deuxième valeur, par exemple 0. 5 On définit la dérivée filtrée de la position de crabotage consolidée Claw_psn_cs_dot_fil tel que : Claw_psn_cs_dot_fil = Deriv_Fil( 1000 * Claw psn cs) (Eq. 3) 10 où Deriv_Fil est une dérivée temporelle filtrée du premier ordre avec une constante de temps Tau fil comprise entre 10ms et 500ms. On définit la variable booléenne B claw psn cs dot fil temp, 15 indiquant que la dérivée filtrée de la position de crabotage consolidée Claw_psn_cs_dot_fil est inférieure à un seuil Seuil der pour lequel on considère que le baladeur est bloqué en position dent sur dent. La variable booléenne B cl aw p sn cs dot fil temp prend une première valeur, par exemple 1, si la valeur absolue de la dérivée 20 filtrée de la position de crabotage consolidée Claw_psn_cs_dot_fil est inférieure ou égale au seuil Seuil der On note que le seuil Seuil der est compris entre lmm/s et 5mm/s. Si tel n'est pas le cas, la variable booléenne 25 B claw psn cs dot fil temp prend une deuxième valeur, par exemple 0. On définit la variable booléenne B claw psn cs dot fil ok indiquant le maintien dans le temps d'une dérivée filtrée Claw_psn_cs_dot_fil en dessous du seuil Seuil der. 30 La variable booléenne B claw psn cs dot fil ok prend une première valeur, par exemple 1, si la variable booléenne B claw psn cs dot fil temp est égale à sa première valeur, pendant une durée tempo confir inférieure ou égale à 100ms à partir du moment où B claw psn cs dot fil temp est égale à sa première 3061755 7 valeur. Si tel n'est pas le cas, la variable booléenne B claw psn cs dot fil ok prend une deuxième valeur, par exemple O. On définit la variable booléenne B trig dent dent indiquant le déclenchement d'un contact dent sur dent. 5 La variable booléenne B trig dent dent prend une première valeur, par exemple 1, si, simultanément, la variable booléenne B crabotage est égale à sa première valeur, si la variable booléenne B claw psn sp delay ok est égale à sa première valeur, et si la variable booléenne B claw psn cs dot fil ok est égale à sa première 10 valeur. Si tel n'est pas le cas, la variable booléenne B trig dent dent prend une deuxième valeur, par exemple O. On définit un différentiel de vitesse de rotation de crabotage Delta speed tel que : 15 Delta speed = Speed crt - Speed tgt (Eq. 4) On définit une dérivée filtrée du différentiel de vitesse de rotation de crabotage Delta speed dot fil tel que : Delta speed dot fil = Deriv Fil 2(Delta speed) 20 où Deriv Fil 2 est une dérivée temporelle filtrée du premier ordre avec une constante de temps Tau fil 2 comprise entre 10ms et 50ms. On définit un glissement modifié G1 en fonction des variables Delta speed dot fil et Delta speed à l'instant où la variable 25 booléenne B trig dent dent prend sa première valeur par les relations de la table suivante : De Ita_spe ed_dot_fil Eps2 Delta_speed > (GO+ Epsl) G1 = GO - (G0/2) + al pha * (G0/2) G1 = GO - (Go/2) G1 = GO - (Go/2)- alpha * (Go/2) (GO - Epsl) REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'une boîte de vitesses de type locobox comprenant au moins un actionneur d'engagement permettant le crabotage ou le décrabotage d'un baladeur et d'un pignon fou, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes : à un premier instant, on récupère les valeurs préalablement déterminées de la vitesse de rotation de la pièce assurant le crabotage, la vitesse de rotation de la cible de crabotage, la consigne de position crabot, la variable booléenne de demande de crabotage, une variable booléenne indiquant un mode de fonctionnement dégradé de l'actionneur d'engagement dû à des conditions thermiques et un glissement nominal, on définit une consigne de position de crabot retardée fonction de la consigne de position crabot à un instant égal au premier instant moins un retard prédéterminé, On détermine qu'une première valeur est prise par une variable booléenne indiquant que la position crabot retardée est supérieure à un seuil de consigne de position d'engagement, une deuxième valeur prise si tel n'est pas le cas, on détermine la dérivée filtrée de la position de crabotage consolidée, on détermine qu'une première valeur est prise par une variable booléenne, indiquant que la dérivée filtrée de la position de crabotage consolidée est inférieure à un seuil pour lequel on considère que le baladeur est bloqué en position dent sur dent, une deuxième valeur prise si tel n'est pas le cas, on détermine qu'une première valeur est prise par une variable booléenne indiquant le maintien dans le temps d'une dérivée filtrée de la position de crabotage consolidée en dessous du seuil pour lequel on considère que le baladeur est bloqué en position dent sur dent, et qu'une deuxième valeur est prise si tel n'est pas le cas, on détermine qu'une première valeur est prise par une variable booléenne indiquant le déclenchement d'un contact dent sur dent, si, simultanément, la variable booléenne de demande de crabotage est 3061755 10 égale à sa première valeur, si la variable booléenne indiquant que la position crabot retardée est supérieure à un seuil de consigne de position d'engagement est égale à sa première valeur, et si la variable booléenne indiquant le maintien dans le temps d'une dérivée filtrée de 5 la position de crabotage consolidée en dessous du seuil pour lequel on considère que le baladeur est bloqué en position dent sur dent est égale à sa première valeur, si tel n'est pas le cas, la variable booléenne indiquant le déclenchement d'un contact dent sur dent prend une deuxième valeur, 10 on détermine un différentiel de vitesse de rotation de crabotage égal à la différence entre la vitesse de rotation de la pièce assurant le crabotage et la vitesse de rotation de la cible de crabotage, on détermine une dérivée filtrée du différentiel de vitesse de rotation de crabotage, 15 on détermine un glissement modifié en fonction du différentiel de vitesse de rotation de crabotage et de la dérivée filtrée du différentiel de vitesse de rotation de crabotage à l'instant où la variable booléenne indiquant le déclenchement d'un contact dent sur dent prend sa première valeur, 20 on calcule alors une consigne de vitesse de rotation du baladeur égale à la somme de la vitesse de rotation de la cible de crabotage et du glissement nominal si la variable booléenne indiquant un mode de fonctionnement dégradé de l'actionneur d'engagement dû à des conditions thermiques est égale à sa deuxième valeur, et une consigne 25 de vitesse de rotation pour le crabotage égale à la somme de la vitesse de rotation de la cible de crabotage et du glissement modifié si la variable booléenne indiquant un mode de fonctionnement dégradé de l'actionneur d'engagement dû à des conditions thermiques est égale à sa première valeur. 30 2. Procédé de commande selon la revendication 1, dans lequel la constante de temps de filtrage de la dérivée filtrée de la position de crabotage consolidée est comprise entre 10ms et 500ms. 3. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la constante de temps de 3061755 11 filtrage de la dérivée filtrée du différentiel de vitesse de rotation de crabotage est comprise entre 10ms et 50ms. 4. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la position de crabot retardée 5 est égale à une position de l'actionneur déterminée par un capteur ou à une consigne de position retardée déterminée.