Brevet FR3063789A1 — publié le 20180914

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE DES CHANGEMENTS DE RAPPORTS SUR UNE TRANSMISSION DE VEHICULE HYBRIDE L'invention concerne le contrôle des transmissions 5 automatiques, notamment de groupe motopropulseur (GMP) de véhicule hybride, regroupant le couple de plusieurs actionneurs (moteurs thermiques et machines électriques) en direction des roues du véhicule, sur différents rapports de transmission, par l'intermédiaire d'un différentiel. 10 Elle s'applique aux transmissions de ce type, dans lesquelles l'engagement et le désengagement des rapports est assuré par des systèmes de couplage pilotés sans synchroniseur, à crabots OU clabots », où des crabots mobiles axialement sur un arbre sont pilotés par 15 l'intermédiaire de fourchettes de commande en direction de crabots, qui sont fixes axialement et solidaires de pignons tournant fou sur cet arbre, pour mettre en prise l'arbre et le pignon, afin de transmettre le couple aux roues. Plus précisément, cette invention a pour objet un 20 procédé de contrôle des changements de rapport sur une transmission de véhicule hybride, regroupant le couple de plusieurs actionneurs sur différents rapports de transmission en direction des roues du véhicule, sous le contrôle de plusieurs coupleurs à crabots, dont au moins 25 deux coupleurs commandés par un doigt commun déplaçable par un moteur de sélection dans une première direction (Y) entre deux lignes de passage parallèles pour sélectionner l'une d'elles, et par un moteur de passage dans une deuxième direction (X) orthogonale à la première pour 30 engager l'une ou l'autre des deux vitesses en passant par une position neutre intermédiaire. Elle a également pour objet un dispositif de contrôle des changements de rapport sur une transmission de véhicule hybride, regroupant le couple d'un moteur 35 thermique relié à un arbre primaire plein, d'une machine électrique principale reliée à un arbre primaire creux concentrique de l'arbre primaire plein, et d'une machine 3063789 - 2 - électrique secondaire reliée à un arbre de transfert vers les arbres primaires plein et creux, sur un arbre de sortie commun en direction des roues du véhicule, sous le contrôle de trois coupleurs à crabots, disposés respectivement sur 5 l'arbre primaire plein, sur l'arbre secondaire et sur l'arbre de transfert, le premier et le troisième coupleur étant commandés par un doigt commun déplaçable par un moteur de sélection dans une première direction entre deux lignes de passage parallèles, et par un moteur de passage 10 dans une deuxième direction orthogonale à la première pour engager l'un ou l'autre de deux rapports. La publication FR 3 007 696, à laquelle on pourra se référer, décrit une architecture de transmission hybride à trois arbres et deux machines électriques, utilisant trois 15 systèmes de couplage crabots, dont le pilotage nécessite une connaissance fiable de l'état d'engagement ou de désengagement de chacun d'eux. Le pilotage des systèmes d'actionnement des crabots mobiles et des fourchettes, nécessite un retour 20 d'information permanent sur la position exacte des fourchettes ou des crabots mobiles, à l'égard des crabots fixes et des pignons fous. L'information de position des fourchettes ou des crabots, est normalement délivrée par des capteurs de position. 25 Par la publication, FR 3 030 005, on connaît un procédé de contrôle de la position limite de désengagement d'un crabot mobile, dans une transmission de GMP hybride à systèmes de couplage pilotés. Selon ce procédé, on acquiert des valeurs de position des crabots à partir de capteurs de 30 mesure de position des fourchettes de commande des crabots. En cas de défaillance d'un capteur, le pilotage des systèmes d'actionnement risque d'être perturbé. Dans ces circonstances, on cherche à préserver la disponibilité du GMP pour le conducteur. 35 La présente invention a pour but de confirmer que l'état d'une chaîne cinématique de transmission est au neutre, en l'absence, ou en cas de défaillance, d'un capteur de position d'une fourchette de commande de crabot. 3063789 - 3 - Dans ce but, elle propose que, lorsqu'on ne dispose pas d'une information fiable sur la position axiale en (X) du crabot d'un coupleur commandé par le doigt commun, - on commande l'actionneur de passage (Ms) en 5 boucle ouverte en position neutre, et - on actionne l'actionneur de sélection (Ms), du doigt commun, dans une position de sélection pendant un délai déterminé. De préférence : 10 - lorsque la position de sélection recherchée est atteinte à l'expiration du délai, tous les rapports de la transmission sont autorisés, après que la position neutre d'un coupleur primaire est également confirmée, et - lorsque la position de sélection recherchée n'est 15 pas atteinte à l'expiration du délai, le pilotage en sélection est arrêté, et aucun des rapports engagés par les coupleurs n'est autorisé, si la position neutre du coupleur primaire reste indéfinie. La présente invention sera mieux comprise à la 20 lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexée, sur lesquels : les figures 1 à 4 sont des schémas d'architecture simplifiée, du même GMP hybride, 25 la figure 5 illustre le fonctionnement des trois coupleurs de la boîte, la figure 6 montre la grille de sélection et d'engagement d'un doigt de commande, et la figure 7 est le logigramme de la stratégie 30 proposée. Les figures 1 à 4 illustrent un exemple de transmission hybride à trois arbres et deux machines électriques, utilisant trois systèmes de couplage à crabots, dont le fonctionnement est illustré par la 35 publication citée. La transmission comporte trois actionneurs (moteur thermique 2, machine électrique principale 3, machine électrique secondaire 4), un arbre 3063789 - 4 - primaire plein 5 relié au moteur thermique, un arbre primaire creux 6 relié à la machine électrique principale 3, un arbre secondaire 7, et un arbre de renvoi 8 relié à la machine électrique secondaire. Les rapports sont enclenchés par trois coupleurs à crabots Cl, C2, C3, dépourvus de synchroniseurs mécaniques : - un premier coupleur, dit coupleur primaire Cl, sur l'arbre primaire plein 5, permet d'enclencher un rapport thermique ICE4 long à droite, et de coupler les 10 deux arbres primaires à gauche, un deuxième coupleur, dit coupleur secondaire C2, sur l'arbre secondaire, permet d'enclencher deux rapports électriques EV1 et EV2, un troisième coupleur, dit coupleur de transfert 15 C3 sur l'arbre de renvoi 8, permet de transférer le couple de la machine électrique secondaire sur l'arbre secondaire 7 (à droite) ou sur l'arbre primaire creux 6 (à gauche). Les trois coupleurs Cl, C2, C3 peuvent être commandés conformément à la figure 5 où : 20 le coupleur secondaire C2 commandé par un doigt 9 déplacé en translation par un moteur d'actionnement M2, indépendamment des coupleurs Cl et C3, les coupleurs Cl et C3, sont commandés par un doigt commun 10, soumis à l'action d'un moteur de sélection 25 Ms, plaçant le doigt dans l'encoche du coupleur Cl ou C3, et d'un moteur de passage Me pour déplacer le coupleur Cl ou C3 sélectionné. La transmission regroupe le couple du moteur thermique 1 relié à un arbre primaire plein 5, de la 30 machine électrique principale 3 reliée à l'arbre primaire creux 6 concentrique de l'arbre primaire plein 5, et de la machine électrique secondaire 4 reliée à l'arbre de transfert 8 vers les arbres primaires plein et creux 5, 6, sur l'arbre de sortie commun 7, en direction des roues du 35 véhicule. Les changements de rapport s'effectuent sous le contrôle des trois coupleurs à crabots Cl, C2, C3 disposés respectivement sur l'arbre primaire plein 5, sur l'arbre secondaire 6 et sur l'arbre de transfert 8. Le premier et 3063789 - 5 - le troisième coupleur Cl et C3 sont commandés par le même doigt 10 déplaçable par le moteur de sélection Ms dans une première direction (Y) entre deux lignes de passage parallèles, et par un moteur de passage Me dans une 5 deuxième direction (X) orthogonale à la première pour engager l'une ou l'autre de deux vitesses sur la ligne sélectionnée. Le doigt commun 10 se déplace sur une grille en H illustrée par la figure 6, qui montre les déplacements possibles du doigt 10 : en Y pour sélectionner un coupleur Cl ou C3, et en X pour déplacer le coupleur sélectionné. La méthode de contrôle proposée tire profit du fait qu'une telle grille de sélection empêche tout déplacement selon l'axe Y si la position en X n'est pas « neutre ». Après avoir commandé un ordre de désengagement d'un rapport, et après un temps d'attente, le système demande un déplacement de l'actuateur de sélection Ms selon l'axe Y, et observe le déplacement effectif de la sélection : dans le cas d'une absence de déplacement ou d'un 20 déplacement trop faible, le neutre ne peut pas être confirmé : la transmission est déclarée défaillante, et certains engagements ne sont pas autorisés, dans le cas d'un déplacement suffisant, le neutre est confirmé, et toutes les séquences de passages de 25 rapport peuvent être poursuivies. Le procédé de détection de la position neutre d'un coupleur, tel que le coupleur primaire Cl permet de confirmer la position neutre de la transmission, et de poursuivre les séquences de passages de rapport, qui sont 30 ainsi autorisées même en cas de défaillance du capteur de position de la fourchette. Les figures 1 à 4 montrent que la transmission considérée dispose de quatre rapports thermiques, ICE1 à ICE4, de deux rapports électriques EV1 et EV2, ainsi que de 35 leurs combinaisons hybrides. Pour des raisons de sécurité, certains de ces rapports doivent être interdits dès lors que la position du crabot primaire Cl est indéfinie. Les figures 1 et 2 indiquent les rapports qui sont 3063789 -6 autorisés si le crabot primaire Cl est en position neutre sécurisée : les rapports thermiques ICE1 et ICE3, respectivement ler rapport thermique ICE1 sur la figure 1 et 3eme rapport thermique ICE3 sur la figure 2 ; sont 5 également autorisés les rapports électriques EV1 et EV2 par déplacement du coupleur secondaire C2, ainsi que les combinaisons hybrides des deux rapports électriques EV1 et EV2 avec les rapports thermiques ICE1 et ICE3. Les figures 3 et 4 montrent les seuls rapports qui 10 sont autorisés si le crabot primaire Cl est détecté en position « indéfinie » : les deux rapports électriques EV1 et EV2, à l'exclusion de toute combinaison hybride de ces derniers avec les rapports thermiques. Les signaux d'entrée dans la boucle de commande sont 15 les suivants : Claw prim psn vld : indicateur de validité de la position du crabot de l'arbre primaire (=0 si NOK, =1 si OK), Safety claw prim psn vld : indicateur de validité de la position du crabot de l'arbre primaire redondé (sécurité de niveau deux) (=0 si NOK, =1 si OK), Claw prim psn reg : statut de la régulation de position du crabot primaire (=0 si non active, ou =1 si active). Selection psn : Mesure de la position de sélection du crabot primaire (=0 si état bas, =1 si état haut). Les signaux de sortie sont les suivants : Prim neut chr act : indique le statut de la stratégie (=0 si non active ou =1 si active), Claw prim psn : consigne de position axiale (neutre ou rapport engagé) du crabot primaire, Selection psn sp : consigne de position de sélection du crabot primaire et (correspondant à celle du doigt 10) (=0 si état bas, =1 si état haut), Claw prim chk chr: information qui indique le résultat de la stratégie (=0 si position indéfinie ou =1 si 3063789 -7 - position Neutre), - Ice switch req : demande de coupure moteur thermique (=0 si pas de requête de coupure ou =1 si requête de coupure). 5 La méthode proposée pour limiter le nombre de rapports autorisés lorsqu'on ne dispose pas d'une information fiable sur la position axiale en (X) du crabot d'un coupleur Cl commandé par le doigt 10, est de : - commander l'actionneur de passage Me en boucle 10 ouverte en position neutre, et de - commander l'actionneur de sélection Ms, dans une position de sélection pendant un délai déterminé. Lorsque la position de sélection recherchée est atteinte à l'expiration du délai, tous les rapports de la 15 transmission sont autorisés, après que la position neutre d'un coupleur primaire (Cl) est également confirmée. En revanche, lorsque la position de sélection recherchée n'est pas atteinte à l'expiration du délai, le pilotage en sélection est arrêté, et aucun des rapports engagés par les 20 coupleurs (Cl, C3) n'est autorisé, si la position neutre du coupleur primaire (Cl) reste indéfinie. Le procédé est détaillé sur le logigramme de la figure 7, dont l'enchaînement est le suivant. Etape 1 25 On surveille l'état du signal de mesure de position axiale du crabot primaire (neutre ou rapport engagé) Cl via les indicateurs de validité venant du niveau de contrôle principal (Claw prim psn vld) et du niveau de contrôle redondant (Safety claw prim psn vld). Ces conditions 30 principales autorisent les étapes suivantes de l'algorithme. Etape 2 Lorsque l'un de ces deux indicateurs de validité signale une défaillance (Claw prim psn vld OU 35 Safety claw prim psn vld = NOK), on considère qu'une défaillance est présente sur le capteur de position axiale du crabot primaire. L'information de position n'est plus 3063789 - 8 - fiable, on la considère indéfinie. Etape 3 Ne disposant plus d'une position axiale du crabot primaire fiable, il convient de mettre en sécurité le 5 système et de commander en boucle ouverte le crabot primaire (Claw prim psn sio) en position neutre. Etape 4 On temporise pendant un délai X calibrable, comprenant le temps d'exécution du déplacement du crabot 10 primaire d'un rapport thermique engagé (ICE2 ou ICE4), plus une marge de sécurité. Etape 5 On actionne l'actionneur de sélection Ms, du doigt 10 « sélection » sur le schéma (Selection psn sp = 1) 15 pendant un délai Y calibrable. On déclare par ailleurs la stratégie comme active (Prim neut chr act = /). Etape 6 Durant toute la durée de l'actionnement, on surveille l'atteinte de la « sélection » en position haut. 20 Si on atteint le niveau haut (Selection psn = 1) : - on arrête immédiatement le pilotage de la sélection (Selection psn sp = 0 ET Prim neut chr act = 0) (étape 6.1.1), - on déclare que le crabot primaire est en 25 position sécurisée au neutre (Claw prim chk chr = 1) (étape 6.1.2), - les rapports hybrides (Hyb 11/12/31/32) et thermiques (ICE1 ou ICE3) sont autorisés (voir figure 3). (étape 6.1.3), 30 - la stratégie est relancée lors d'un nouveau dé- crabotage de rapport, (étape 6.1.4) pour s'assurer que le crabot primaire (Cl) est toujours au neutre à chaque nouvel ordre de dé-crabotage. Si on n'atteint pas le niveau haut (Selection psn = 35 0) au bout du délai Y : - on arrête le pilotage de la sélection (Selection psn sp = 0 ET Prim neut chr act = 0) (étape 3063789 -9 - 6.2.1), - on déclare que le crabot primaire est en position indéfinie (Claw prim chk chr = 0) (étape 6.2.2), tous les rapports hybrides et thermiques sont 5 interdits jusqu'à réparation de la défaillance sur le capteur de position crabot primaire. Par ailleurs on demande la coupure du moteur thermique (Ice switch req 1). 10 REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle des changements de rapport 5 sur une transmission de véhicule hybride, regroupant le couple de plusieurs actionneurs sur différents rapports de transmission en direction des roues du véhicule, sous le contrôle de plusieurs coupleurs à crabots (Cl, C2, C3) , dont au moins deux coupleurs (Cl, C3) commandés par un 10 doigt commun (10) déplaçable par un moteur de sélection (Ms) dans une première direction (Y) entre deux lignes de passage parallèles pour sélectionner l'une d'elles, et par un moteur de passage (Me) dans une deuxième direction (X) orthogonale à la première pour engager l'une ou l'autre de 15 deux vitesses en passant par une position neutre intermédiaire, caractérisé en ce que, lorsqu'on ne dispose pas d'une information fiable sur la position axiale en (X) du crabot d'un coupleur (Cl) commandé par le doigt (10), on commande l'actionneur de passage (Ms) en 20 boucle ouverte en position neutre, et - on actionne l'actionneur de sélection (Ms), du doigt de commande commun (10) dans une position de sélection pendant un délai déterminé. 2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, 25 caractérisé en ce que : - lorsque la position de sélection recherchée est atteinte à l'expiration du délai, tous les rapports de la transmission sont autorisés, après que la position neutre d'un coupleur primaire (Cl) est également confirmée, et 30 - lorsque la position de sélection recherchée n'est pas atteinte à l'expiration du délai, le pilotage en sélection est arrêté, et aucun des rapports engagés par les coupleurs (Cl, C3) n'est autorisé, si la position neutre du coupleur primaire (Cl) reste indéfinie. 35 3. Procédé de contrôle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le délai comprend le temps d'exécution du déplacement du crabot primaire d'un rapport au neutre, plus une marge de sécurité. 3063789 4. Procédé de contrôle selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on s'assure que le crabot primaire (Cl) est toujours au neutre à chaque nouvel ordre de dé-crabotage d'un rapport. 5. Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque l'état du signal de mesure de position axiale du coupleur primaire (Cl) est défaillant, la position de ce coupleur est considérée comme indéfinie. 6. Dispositif de contrôle des changements de rapport sur une transmission de véhicule hybride, regroupant le couple d'un moteur thermique (1) relié à un arbre primaire plein (5), d'une machine électrique principale (3) reliée à un arbre primaire creux (6) concentrique de l'arbre primaire plein (5) et d'une machine électrique secondaire (4) reliée à un arbre de transfert (8) vers les arbres primaires plein et creux (5, 6), sur un arbre de sortie commun en direction des roues du véhicule, sous le contrôle de trois coupleurs à crabots (Cl, C2, C3) disposés respectivement sur l'arbre primaire plein (5), sur l'arbre secondaire (6) et sur l'arbre de transfert (8), le premier et le troisième coupleur (Cl) et (C3) étant commandés par un même doigt (10) déplaçable par un moteur de sélection (Ms) dans une première direction (Y) entre deux lignes de passage parallèles, et par un moteur de passage (Me) dans une deuxième direction (X) orthogonale à la première pour engager l'une ou l'autre de deux vitesses sur la ligne sélectionnée, caractérisé en ce que, lorsqu'on ne dispose pas d'une information fiable sur la position axiale en (X) du crabot d'un coupleur(C1), - on commande l'actionneur de passage (Ms) en boucle ouverte en position neutre, et - on actionne l'actionneur de sélection (Ms), dans une position de sélection pendant un délai déterminé. 7. Dispositif de contrôle selon la revendication 6, caractérisé en ce que : 3063789 - 12 - - lorsque la position de sélection recherchée est atteinte à l'expiration du délai, tous les rapports de la transmission sont autorisés, après que la position neutre d'un coupleur primaire (Cl) est également confirmée, et 5 - lorsque la position de sélection recherchée n'est pas atteinte à l'expiration du délai, le pilotage en sélection est arrêté, aucun des rapports engagés par les coupleurs (Cl, C3) commandés par le même doigt n'est autorisé, si la position neutre du coupleur (Cl) reste 10 indéfinie. 8. Dispositif de contrôle selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le délai comprend le temps d'exécution du déplacement du crabot primaire d'un rapport thermique au neutre, plus une marge de sécurité. 15 9. Dispositif de contrôle selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce qu'on s'assure que le crabot primaire (Cl) est toujours au neutre, à chaque nouvel ordre de dé-crabotage d'un rapport. 10. Dispositif de contrôle selon l'une des 20 revendications 6 à 9, caractérisé en ce que lorsque l'état du signal de mesure de position axiale du coupleur primaire (Cl) est défaillant, la position de ce coupleur est considérée comme indéfinie.