Brevet FR3061531A1 — publié le 20180706

«PROCEDE DE DETERMINATION DES POINTS DE SYNCHRONISATION D'UNE BOITE DE VITESSES A DOUBLE EMBRAYAGE» [0001] La présente invention concerne un procédé de détermination des points de synchronisations d'une boite de vitesses à double embrayage d'un véhicule automobile. [0002] Les boîtes de vitesses à double embrayage comportent deux arbres d'entrée concentriques reliés chacun au moteur thermique par un embrayage. Chaque arbre d'entrée est relié à l'arbre de sortie par un ensemble de rapports de vitesse paire ou impaire, qui constitue une demi-boîte. [0003] Pendant le roulage sur un rapport de vitesse avec son embrayage d'entrée fermé transmettant le couple du moteur, on peut préparer l'engagement d'un rapport de vitesse suivant supérieur ou inférieur, commandé par l'autre embrayage, en laissant cet embrayage ouvert, et en engageant le rapport suivant par le déplacement d'un manchon de synchronisation. [0004] Le manchon de synchronisation réalise d'abord une synchronisation de la vitesse de l'arbre d'entrée en fonction de la vitesse du véhicule, puis un pré-engagement du rapport suivant. On réalise ensuite une bascule progressive du couple moteur du premier sur le deuxième embrayage, pour obtenir le changement de rapport en maintenant une transmission du couple moteur aux roues motrices. [0005] Le manchon de synchronisation peut être commandé par un ou des actionneurs électriques ou hydrauliques, comportant une commande indépendante pour chaque manchon, ou une commande regroupée pour plusieurs manchons avec par exemple un barillet rotatif comprenant un profil de came. [0006] Il est connu du document FR2979405 un procédé de détermination des points de synchronisation d'une boite de vitesse à double embrayage. Pour ce faire, après détermination de l'arbre primaire non embrayé au moteur, le procédé comprend une étape de pré-engagement puis de désengagement du rapport de vitesse le plus élevé, une étape de déplacement d'un manchon de synchronisation d'au moins un rapport de vitesse intermédiaire par un actionneur de la boite de vitesses, jusqu'à la détermination du point de synchronisation de ce rapport intermédiaire, et une étape de mise en mémoire dans un 3061531 2 calculateur de la boite de vitesses de la position du manchon de synchronisation relative au point de synchronisation déterminé pour ce rapport intermédiaire. [0007] Le point de synchronisation d'un rapport de vitesse d'une boite de vitesses à double embrayage correspond à la position du manchon de synchronisation 5 correspondant, susceptible d'être déplacé par un actionneur, à partir de laquelle une variation de la vitesse de rotation de l'arbre primaire, imputable à la commande du synchroniseur, est enregistrée. La détermination précise de ce point de synchronisation est indispensable car c'est à partir de cette position que le pilotage de l'actionneur passera d'un contrôle en position ou en vitesse à un contrôle en effort. 10 [0008] La synchronisation permet de ramener l'arbre primaire de la boite de vitesses et l'arbre d'entrainement du moteur à une même vitesse angulaire pour effectuer le crabotage du rapport de vitesses sans craquements, et ainsi faciliter le passage des rapports de la boite de vitesses. [0009] Cependant, au cours de ce procédé de détermination des points de 15 synchronisation décrit dans le document FR2979405, le déplacement du manchon de synchronisation du rapport intermédiaire continue même après la détermination du point de synchronisation correspondant, si bien que ce rapport intermédiaire est pré-engagé. Cela présente un inconvénient non seulement en termes d'agrément de conduite, car le pré-engagement total d'un rapport de vitesses de l'arbre primaire non embrayé induit 20 malgré tout une variation du couple transmis au train de roues motrices, mais également en termes acoustique, car le pré-engagement d'un rapport de vitesses provoque des bruits perceptibles par le conducteur qui ne s'attend pas à un changement de vitesse dans l'immédiat. [0010] La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la 25 technique antérieure. [0011] Elle propose à cet effet un procédé de détermination des points de synchronisation d'une boite de vitesses à double embrayage d'un véhicule, notamment automobile, qui comprend les étapes suivantes : - détermination de l'arbre primaire de la boite de vitesses embrayé au moteur du 30 véhicule, 3061531 3 - pré-engagement puis désengagement du rapport de vitesse le plus élevé de l'arbre primaire de la boite de vitesses non embrayé, - déplacement d'un manchon de synchronisation d'au moins un rapport de vitesse intermédiaire par un actionneur de la boite de vitesse, jusqu'à la détermination du 5 point de synchronisation de ce rapport intermédiaire, - mise en mémoire dans un calculateur de la boite de vitesses de la position du manchon de synchronisation relative au point de synchronisation déterminé pour ce rapport intermédiaire, - au moment où le point de synchronisation est déterminé pour ce rapport 10 intermédiaire, déclenchement d'une temporisation d'une durée déterminée mémorisée dans le calculateur, - interruption du déplacement du manchon de synchronisation de ce rapport intermédiaire par l'actionneur à la fin de la temporisation, - retour du manchon de synchronisation de ce rapport intermédiaire par l'actionneur 15 à sa position initiale neutre occupée avant son déplacement. [0012] Ainsi, dans la mesure où le rapport intermédiaire n'est pas totalement pré-engagé et revient par la suite à sa position initiale neutre, ce rapport n'est jamais totalement pré-engagé. La variation de vitesse angulaire de l'arbre primaire est limitée, ce qui réduit l'impact sur les variations de couple transmis au train de roues motrices. En outre, on évite 20 les bruits liés à la variation de régime d'arbre primaire lors du pré-engagement du rapport intermédiaire. Il en résulte un meilleur agrément de conduite du véhicule et une réduction des usures des pièces de la boite de vitesses. [0013] Le procédé de détermination selon l'invention nécessite seulement des compléments de logiciels, et peut donc être réalisé de manière économique. 25 [0014] Le procédé de calcul suivant l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. [0015] Avantageusement, la durée de la temporisation est calibrable. [0016] Avantageusement, toutes les étapes suivant la détermination de l'arbre primaire de la boite de vitesses embrayé au moteur du véhicule et le pré-engagement du rapport de 3061531 4 vitesse le plus élevé de l'arbre primaire de la boite de vitesses non embrayé sont réalisées successivement pour chaque rapport intermédiaire. [0017] Avantageusement, les étapes de déplacement du manchon de synchronisation jusqu'à la détermination du point de synchronisation, de déclenchement de la 5 temporisation, d'interruption de déplacement du manchon de synchronisation et de retour du manchon de synchronisation à sa position initiale sont réalisées successivement pour tous les rapports intermédiaires, les positions respectives des manchons de synchronisations relatives aux points de synchronisation déterminés pour tous les rapports intermédiaires étant ensuite mises en mémoires simultanément. 10 [0018] Avantageusement, la détermination de l'arbre primaire de la boite de vitesses embrayé au moteur est réalisée par le calculateur de la boite de vitesses. [0019] Avantageusement, la détermination du point de synchronisation d'un rapport de vitesse est réalisée par la mesure de la variation de la vitesse de rotation de l'arbre primaire non embrayé. 15 [0020] Avantageusement, la durée de la temporisation est située entre cinquante et soixante millisecondes. [0021] L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d'une boîte de vitesses à double embrayage comprenant des manchons de synchronisation, qui comprend des moyens mettant en oeuvre un procédé de détermination des points de 20 synchronisation de la boite de vitesses tel que décrit précédemment. [0022] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et 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, et dans lesquels : 25 - La figure 1 est un schéma d'une boîte de vitesses à double embrayage mettant en oeuvre un procédé de contrôle selon l'invention ; - les figures 2, 3 et 4 sont respectivement un schéma en coupe axiale, un schéma de dessus et un schéma en demi-coupe axiale avec la fourchette, d'un dispositif de synchronisation de cette boîte de vitesses ; 3061531 5 - la figure 5 est un graphique présentant en fonction du temps différentes caractéristiques de fonctionnement de la boîte de vitesses au cours de l'initiation du pré-engagement d'un rapport intermédiaire; et - la figure 6 est un schéma fonctionnel présentant le procédé selon l'invention. 5 [0023] On décrit ci-après l'invention en se référant aux figures 1 à 6, appliquée à un véhicule automobile. [0024] Selon la figure 1, la boîte de vitesses comporte un premier arbre secondaire 12 comportant un pignon de sortie 14, un deuxième arbre secondaire 16 comportant un pignon de sortie 18, et un troisième arbre secondaire 40 comportant un pignon de sortie 10 42. Les différents pignons de sortie 14, 18, 42 sont engagés sur une couronne d'un différentiel non représenté, répartissant le mouvement vers les roues motrices. [0025] Pour former la première demi-boîte comprenant les rapports impairs, le premier arbre secondaire 12 reçoit le mouvement du premier arbre primaire 6 par un premier couple de pignon 20 pour former le premier rapport de vitesse I, et par un troisième couple 15 de pignon 22 pour former le troisième rapport de vitesse III. Le deuxième arbre secondaire 16 reçoit le mouvement du premier arbre primaire 6 par un cinquième couple de pignon 24 pour former le cinquième rapport de vitesse V, et par un septième couple de pignon 26 pour former le septième rapport de vitesse VII. [0026] Un premier dispositif de synchronisation 50 disposé sur le premier arbre 20 secondaire 12 entre le premier 20 et le troisième couple de pignon 22, engage alternativement le premier I ou le troisième rapport III. Un deuxième dispositif de synchronisation 52 disposé sur le deuxième arbre secondaire 16 entre le cinquième 24 et le septième couple de pignon 26, engage alternativement le cinquième V ou le septième rapport VII. 25 [0027] Pour former la deuxième demi-boîte comprenant les rapports pairs, le premier arbre secondaire 12 reçoit le mouvement du deuxième arbre primaire 10 par un deuxième couple de pignon 28 pour former le deuxième rapport de vitesse II, et par un quatrième couple de pignon 30 pour former le quatrième rapport de vitesse IV. Le deuxième arbre secondaire 16 reçoit le mouvement du deuxième arbre primaire 10 par un septième couple 30 de pignon 32, comportant un pignon commun avec le sixième couple de pignon 30, pour former le septième rapport de vitesse VII. 3061531 6 [0028] Un troisième dispositif de synchronisation 54 disposé sur le premier arbre secondaire 12 entre le deuxième 28 et le quatrième couple de pignon 30, engage alternativement le deuxième II ou le quatrième rapport IV. Un quatrième dispositif de synchronisation 56 disposé sur le deuxième arbre secondaire 16 à droite du septième 5 couple de pignon 32, engage le septième rapport VII. [0029] Le deuxième arbre secondaire 16 comporte un pignon libre 34 engagé avec le premier pignon du deuxième couple de pignon 28, qui est lié à un deuxième pignon libre 36 engagé sur un pignon 38 porté par le troisième arbre secondaire 40. Un cinquième dispositif de synchronisation 58 disposé sur le troisième arbre secondaire 40, permet de 10 lier le pignon 38 avec cet arbre pour engager le rapport de marché arrière R. [0030] On obtient la possibilité de rouler sur la première demi-boîte avec les rapports impairs comportant le premier embrayage 4 fermé transmettant le couple moteur, et simultanément d'engager un des rapports pairs pour monter ou descendre un rapport, ou éventuellement trois rapports d'un coup. De la même manière en roulant sur la deuxième 15 demi-boîte avec les rapports pairs comportant le deuxième embrayage 8 fermé, on peut engager simultanément un des rapports impairs. [0031] Un calculateur électronique de contrôle de la transmission 70 recevant des informations de capteurs de vitesse 74 disposés sur chaque arbre primaire 6, 10, et échangeant des informations avec le moteur thermique 2, échange des informations avec 20 un actionneur de synchroniseurs 60 permettant d'actionner individuellement chacun des dispositifs de synchronisation 50, 52, 54, 56, 58, et avec un actionneur d'embrayage 72 permettant d'actionner individuellement chaque embrayage 4, 8. [0032] Les figures 2 et 3 présentent un dispositif de synchronisation comportant un moyeu 80 lié par des cannelures intérieures à un arbre secondaire le traversant, et à côté 25 un pignon 82 d'un des rapports de vitesse qui est monté libre sur cet arbre. [0033] Le pignon libre 82 supporte un cône de synchronisation 84, qui est poussé axialement vers la droite par le déplacement d'un manchon de synchronisation 86 recevant dans une rainure circulaire transversale 90 une fourchette de commande non représentée. Un système de billes poussées par des ressorts 96 maintient la position 30 centrale neutre du manchon de synchronisation 86. 3061531 7 [0034] Le pignon libre 82 comporte après le cône de synchronisation 84, des dents d'engagement 94 qui lui sont liés. [0035] La figure 4 présente une fourchette de commande 100 déplacée par l'actionneur de synchroniseurs 60, qui est engagée dans la rainure 90 du manchon de synchronisation 5 86 pour le déplacer axialement. Un capteur de position 102 relié au calculateur de contrôle de la transmission 70, mesure la position axiale de la fourchette 100 pour permettre sa commande. [0036] La figure 5 présente en fonction du temps T lors de l'initiation du pré-engagement d'un rapport, des courbes représentant la position 112 de la fourchette 100, la vitesse 110 10 de l'arbre primaire, et l'effort 114 appliqué par l'actionneur 60 sur cette fourchette. [0037] Au temps TO on réalise une avance de la fourchette 100. Le manchon de synchronisation 86 comporte des dents axiales intérieures 92 présentant à chaque extrémité une pointe qui va pousser sur une dent du cône de synchronisation 84, pour appliquer son cône sur un cône correspondant du pignon libre 82. Le déplacement qui est 15 contrôlé en vitesse, s'arrête au temps T1 à la position relative au point de synchronisation du rapport correspondant mesurée par le capteur 102. En outre, au temps T1, le calculateur 70 déclenche une temporisation de durée déterminée et calibrable par l'intermédiaire du calculateur 70. [0038] On réalise à partir du temps T1 un contrôle de l'actionneur 60 en effort pour 20 appliquer une pression ajustée sur les cônes de synchronisation, qui va réaliser un essorage de l'huile recouvrant ces cônes, puis une accélération de la vitesse du pignon libre 82 par friction sur ces cônes. [0039] Au temps T2, la temporisation prend fin, avant que la synchronisation du pignon libre 82 ne soit complète. Le calculateur 70 pilote l'actionneur pour arrêter le déplacement 25 du manchon 86. Puis, l'actionneur 60 est piloté par le calculateur 70 de sorte que le manchon de synchronisation 86 revienne à sa position initiale neutre occupée avant son déplacement. [0040] Comme défini précédemment, un point de synchronisation est la position du manchon de synchronisation 86 correspondant, susceptible d'être déplacé par l'actionneur 30 60, à partir de laquelle une variation significative de la vitesse angulaire de l'arbre primaire, 3061531 8 imputable à la commande au synchroniseur, est enregistrée. Ce début de variation de la vitesse angulaire de l'arbre primaire est repéré sur la figure 5 par le point 111. [0041] La détermination précise de ce point permet de définir la position à partir de laquelle le pilotage de l'actionneur passera d'un pilotage en position (entre TO et T1) à un 5 pilotage en effort (entre T1 et T2). C'est le gradient de vitesse angulaire de l'arbre primaire qui est pris comme mesure de l'efficacité de la synchronisation. Etant donné que la vitesse angulaire de l'arbre primaire varie également sous l'effet des frottements internes de la boite de vitesses, notamment lors du début de la phase de synchronisation où la variation de vitesse de l'arbre primaire peut être confondue avec la traînée de la boite de vitesses, il 10 est important de s'affranchir de ces frottements. [0042] C'est notamment pour garantir la précision de ce point de synchronisation que le procédé propose la détermination de ce point de synchronisation avec un apprentissage effectué en phase de passage de rapport descendant. En effet, dans cette phase, la variation due à la synchronisation est inverse à celle de la traînée de la boite de vitesses. 15 La détermination du point de synchronisation sur les passages descendants permet ainsi de s'affranchir de ce problème. [0043] La figure 6 présente une première étape 130 comportant la détermination par le calculateur 70 du rapport de vitesse engagé avec son embrayage fermé, afin de connaître le rapport de vitesse utilisé pour le roulage en cours. 20 [0044] On a ensuite pour la demi-boîte paire 132 ou la demi-boîte impaire 134, en fonction de l'arbre primaire non embrayé de la demi-boite correspondante détecté par le calculateur, une succession d'étapes permettant de déterminer les points de synchronisation de la demi-boite correspondante. [0045] Une première étape 136 consiste à pré-engager le rapport le plus élevé de l'arbre 25 primaire de la boite de vitesses non embrayé, c'est-à-dire la demi-boite dont l'embrayage est ouvert. Puis, le calculateur 70 désengage ce rapport le plus élevé. Cette étape est nécessaire pour obtenir un apprentissage des points de synchronisation fiable, car cet apprentissage est effectué sur les passages de rapports de vitesses descendants pour avoir un effet de synchronisation à l'inverse de la traînée de boite de vitesses. 30 [0046] Au cours de la deuxième étape 138 débutant au temps TO, le calculateur 70 pilote l'actionneur 60 pour que ce dernier déplace le manchon de synchronisation 86 d'au moins 3061531 9 un rapport de vitesse intermédiaire de l'arbre primaire non embrayé. La troisième étape 140 consiste en la détermination du point de synchronisation 120 de ce rapport intermédiaire au temps T1, concomitante à la variation de vitesse angulaire 111 de l'arbre primaire. 5 [0047] Toujours au temps T1, c'est-à-dire au moment où le point de synchronisation 120 est déterminé pour ce rapport intermédiaire, le calculateur 70 déclenche au cours d'une quatrième étape 142 une temporisation de durée déterminée. Cette durée est calibrable et enregistrée dans un espace mémoire du calculateur 70. La durée de la temporisation est en outre dépendante du temps nécessaire à la boite de vitesses pour synchroniser l'arbre 10 primaire avec l'arbre secondaire. Ainsi, pour un temps de synchronisation complète de l'ordre de cent millisecondes, la durée de temporisation est idéalement comprise entre cinquante et soixante millisecondes. [0048] La position 120 du manchon de synchronisation 86 relative au point de synchronisation déterminé pour ce rapport intermédiaire est alors mémorisée dans le 15 calculateur 70 de la boite de vitesses, au cours d'une cinquième étape 144 du procédé. [0049] A la fin de la temporisation, c'est-à-dire au temps T2 sur la figure 5, le calculateur 70 contrôle l'actionneur 60 pour que ce dernier interrompe le déplacement du manchon de synchronisation 86 : il s'agit de la sixième étape 146 du procédé. Ainsi, le couple de synchronisation est appliqué pendant un temps suffisamment court, égal à la durée de la 20 temporisation, pour que ce dernier ne soit que faiblement ressenti par le conducteur. [0050] Enfin, au cours de la dernière étape 148, le calculateur 70 contrôle l'actionneur 60 pour que ce dernier induise le retour du manchon de synchronisation 86 du rapport intermédiaire à sa position initiale neutre, occupée avant son déplacement lors de la deuxième étape 138. 25 [0051] Ainsi pour chaque rapport de vitesse à partir du plus élevé, le manchon de synchronisation 86 est déplacé par l'actionneur 60 jusqu'à la détermination du point de synchronisation 120 de chaque rapport. Les capteurs envoient leurs informations au calculateur 70, ce qui permet de corriger des points de synchronisation prédéterminés par calculs au bureau d'étude lors de la phase de conception de la boite de vitesses. 30 [0052] Toutes les étapes suivant la détermination de l'arbre primaire de la boite de vitesses embrayé au moteur du véhicule 130 et le pré-engagement du rapport de vitesse 3061531 10 le plus élevé de l'arbre primaire de la boite de vitesses non embrayé 136 sont réalisées successivement pour chaque rapport intermédiaire. [0053] De manière alternative, les étapes de déplacement du manchon de synchronisation 86 jusqu'à la détermination du point de synchronisation 120, de 5 déclenchement de la temporisation, d'interruption de déplacement du manchon de synchronisation 86 et de retour du manchon de synchronisation 86 à sa position initiale sont réalisées successivement pour tous les rapports intermédiaires, les positions respectives des manchons de synchronisations 86 relatives aux points de synchronisation déterminés pour tous les rapports intermédiaires étant ensuite mises en mémoires 10 simultanément dans le calculateur 70. REVENDICATIONS1. Procédé de détermination des points de synchronisation (120) d'une boite de vitesses à double embrayage d'un véhicule, notamment automobile, comprenant les étapes suivantes : - détermination (130) de l'arbre primaire (6, 10) de la boite de vitesses embrayé au moteur (2) du véhicule, - pré-engagement puis désengagement du rapport de vitesse le plus élevé de l'arbre primaire (6, 10) de la boite de vitesses non embrayé, - déplacement d'un manchon de synchronisation (86) d'au moins un rapport de vitesse intermédiaire par un actionneur (60) de la boite de vitesses, jusqu'à la détermination du point de synchronisation (120) de ce rapport intermédiaire, - mise en mémoire dans un calculateur (70) de la boite de vitesses de la position du manchon de synchronisation (86) relative au point de synchronisation (120) déterminé pour ce rapport intermédiaire, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre les étapes suivantes : - au moment où le point de synchronisation (120) est déterminé pour ce rapport intermédiaire, déclenchement d'une temporisation d'une durée déterminée mémorisée dans le calculateur (70), - interruption du déplacement du manchon de synchronisation (86) de ce rapport intermédiaire par l'actionneur (60) à la fin de la temporisation, - retour du manchon de synchronisation (86) de ce rapport intermédiaire par l'actionneur (60) à sa position initiale neutre occupée avant son déplacement. 2. Procédé de détermination selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée de la temporisation est calibrable. 3. Procédé de détermination selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que toutes les étapes suivant la détermination de l'arbre primaire (6, 10) de la boite de vitesses 3061531 12 embrayé au moteur (2) du véhicule et le pré-engagement du rapport de vitesse le plus élevé de l'arbre primaire (6, 10) de la boite de vitesses non embrayé sont réalisées successivement pour chaque rapport intermédiaire. 4. Procédé de détermination selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les 5 étapes de déplacement du manchon de synchronisation (86) jusqu'à la détermination du point de synchronisation (120), de déclenchement de la temporisation, d'interruption de déplacement du manchon de synchronisation (86) et de retour du manchon de synchronisation (86) à sa position initiale sont réalisées successivement pour tous les rapports intermédiaires, les positions respectives des manchons de synchronisations 10 relatives aux points de synchronisation déterminés pour tous les rapports intermédiaires étant ensuite mises en mémoires simultanément. 5. Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la détermination de l'arbre primaire (6, 10) de la boite de vitesses embrayé au moteur (2) est réalisée par le calculateur (70) de la boite de vitesses. 15 6. Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la détermination du point de synchronisation (120) d'un rapport de vitesse est réalisée par la mesure de la variation de la vitesse de rotation de l'arbre primaire (6, 10) non embrayé. 7. Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 20 caractérisé en ce que la durée de la temporisation est située entre cinquante et soixante millisecondes. 8. Véhicule automobile équipé d'une boîte de vitesses à double embrayage comprenant des manchons de synchronisation, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens mettant en oeuvre un procédé de détermination des points de synchronisation de la boite de 25 vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.