Brevet FR3091321A1 — publié le 20200703

Description Titre de l'invention : Procédé de pilotage d'un embrayage et unité de pilotage d'un embrayage apte à mettre en oeuvre un tel procédé. [0001] L'invention se rapporte à un procédé et à une unité de pilotage d'un embrayage. [0002] L'invention vise plus particulièrement les embrayages dont le pilotage peut être assuré par un actionneur raccordé à une pédale d'actionnement associée à un capteur de position de sorte à permettre au conducteur de garder un contrôle des opérations d'embrayage tout en bénéficiant de fonctionnalités d'assistance au pilotage de l'embrayage. [0003] Cette technique, nommée en anglais « clutch hy wirc » (CBW) est connue. Par exemple la demande 1JS52010298094A décrit un véhicule CBW équipé d'un mode manuel et d'un mode automatique sans commutateur. Dans ce document, les consignes de débrayage des modes automatiques et manuels sont comparées et le système choisit la consigne la plus débrayée des deux modes. Il existe un besoin d'amélioration des fonctions d'engament de l'embrayage en mode manuel.. [0004] Il existe un besoin pour limiter les bruits de la boîte de vitesse lors de l'engagement ou de la désactivation de l'embrayage, notamment pendant le démarrage du véhicule ou pendant les manoeuvres. [0005] Il existe également un besoin pour limiter les bruits multiples se produisant dans la boîte de vitesse lors de débrayage rapide en conduite sous couple. [0006] Lors de l'engagement de avec une transmission en rapport neutre, il existe un besoin pour limiter le bruit dans la transmission. [0007] Lors de changement de rapport de transmission il existe un besoin pour les couples excessifs dans les composants de la transmission lors de l'engagement de l'embrayage. [0008] Au cours des rétrogradages il existe un besoin de limiter la vitesse du moteur et éviter les risques de centrifugation du volant d'inertie [0009] La présente invention a pour objet de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents de l'art antérieur et de conduire en outre à d'autres avantages. [0010] Selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de pilotage d'un embrayage d'un système de transmission ledit système de transmission comportant l'embrayage, une pédale d'actionnement de l'embrayage, ladite pédale étant mobile entre une position de repos et une position extrême enfoncée, et une unité de pilotage, procédé dans lequel l'unité de pilotage calcule le taux d'engagement corrigé de l'embrayage à partir d'un signal délivré par un capteur de position associé à la pédale et au moins un signal correspondant à une variable choisie parmi : la vitesse instantanée du véhicule, l'accélération du véhicule, le régime moteur et le rapport de 2 transmission. [0011] Le rapport de transmission peut prendre les valeurs : marche arrière neutre ,l, 2 jusqu'à N, N étant le nombre de rapport de la boite dc vitesse.. [0012] Dans la présente demande on parlera indifféremment de régime moteur ou de vitesse de rotation du moteur notamment exprimée en tours/mn. [0013] L'unité de pilotage comporte par exemple pour chaque valeur de rapport de la transmission des tables de limitation d'au moins un bruit parasite au moment de l'engagement et/ou du désengagement de l'embrayage, le bruit parasite étant par exemple un bruit de claquement ou un bruit dc cliquetis. [0014] Dans la présente demande: - par bruit de claquement (« Clunk noise » en anglais) : on entend un bruit basse fréquence, correspondant en particulier à un choc simple dans la boite de vitesse. Un tel bruit de claquement se produit notamment à faible vitesse du véhicule, par exemple lorsque le conducteur débraye trop vite ou lord de l'engagement trop rapide de l'embrayage avec un rapport de transmission égal à 1,2 ou marche arrière. - par bruit de cliquetis (« Clatter noise » en anglais): on entend un bruit haute fréquence se produisant notamment lors d'un changement brutal dc consigne d'engagement de l'embrayage alors que le rapport de la boite de vitesse est au moins égal à 2 , par exemple quand on débraye à haute vitesse du véhicule. Ce type de bruit correspond en particulier à un bruit dc pignon dans la boite de vitesse). [0015] L'invention peut présenter l'une ou l'autre des caractéristiques décrites ci-dessous combinées entre elles ou prises indépendamment les unes des autres [0016] - le taux d'engagement corrigé selon le procédé de l'invention est inférieur à une valeur dépendant d'au moins un paramètre parmi : la vitesse du véhicule, l'accélération du véhicule, le régime moteur et le rapport de transmission. [0017] - le procédé comporte lors d'un changement de rapport de transmission une mise en mémoire du précédent rapport de transmission. L'unité de pilotage limite notamment le taux d'engagement de l'embrayage en fonction des rapports de transmission courant et précédent. [0018] - le procédé comporte une constante supérieure à 1 telle que lors d'un changement de rapport, le procédé limite l'engagement corrigé de l'embrayage au maximum d'une valeur calibrée et du couple moteur multiplié par ladite constante. [0019] - le procédé comporte une fonction de protection contre les sun-égimes. [0020] - le procédé comporte en outre une étape d'assistance à la conduite. [0021] - le procédé comporte une étape d'arbitration entre les modes deux pédales et trois pédales. L'étape d'arbitration est par exemple effectuée après une étape de filtrage dynamique, durant laquelle l'unité de pilotage calcule le taux con-igé de l'engagement de l'embrayage. Dans une variante, l'étape d'arbitration est effectuée avant l'étape de 3 filtrage dynamique. [0022] À faible vitesse du véhicule, notamment lors du démarrage ou de manoeuvres, pour un rapport de transmission dc 1, 2 ou marche arrière le procédé selon l'invention permet de réduire le bruit de claquement lors dc l'engagement, respectivement du désengagement de l'embrayage. [0023] Lors de la conduite du véhicule, en fonction de la vitesse engagée, le procédé selon l'invention permet de réduire les bruits dc cliquetis lors du désengagement de l'embrayage. [0024] Lorsque le conducteur engage l'embrayage alors que la transmission est en position neutre, le procédé selon l'invention permet de réduire les bruits dans la transmission. [0025] Lors d'un changement de rapport, le procédé selon l'invention limite le couple dans les composants de la transmission lors de l'engagement de l'embrayage. L' invention permet ainsi une protection contre les surrégimes du moteur. [0026] Lorsque le conducteur rétrograde, lors de l'engagement de l'embrayage le procédé selon l'invention limite la vitesse du moteur en dessous d'un seuil de vitesse maximum. [0027] Dans une variante préférentielle, le procédé comporte également une étape d'assistance à la conduite. [0028] Selon un autre de ses aspects, l'invention a pour objet une unité de pilotage pour système de transmission apte à mettre en oeuvre un procédé tel que décrit précédemment. [0029] Selon encore un autre de ses aspects, l'invention a pour objet un ensemble de transmission de couple comportant une telle unité de pilotage et au moins un embrayage. L'ensemble de transmission de couple peut en outre comporter une boîte de vitesse. [0030] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d'une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d'autre part, sur lesquels : [0031] la Figure 1 illustre schématiquement un véhicule automobile équipé d'une unité de pilotage selon un premier mode de réalisation de l'invention ; [0032] la Figure 2 représente un schéma fonctionnel d'un procédé selon un mode de réa- lisation de l'invention ; [0033] les Figures 3A à 3G illustrent le déroulement d'un procédé selon différentes mises en oeuvre de l'invention ; [0034] la Figure 4 représente un schéma fonctionnel de sélection des paramètres de réglage pour le procédé selon la mise en oeuvre de la figure 3A; [0035] la Figure 5 représente un schéma fonctionnel de sélection des paramètres de réglage pour le procédé selon la mise en oeuvre de la Figure 3C ; [0036] les Figures 6A et 6B illustrent deux variantes fonctionnelles d'un exemple du procédé selon l'invention ;et [0037] la Figure 7 représente un schéma fonctionnel d'une étape de protection d'un mode de réalisation d'un procédé selon l'invention. [0038] Le véhicule automobile, représenté sur la figure 1, comporte un moteur à combustion 100 dont l'arbre de sortie ou vilebrequin 1 est relié à un arbre d'entrée 3 d'une boîte de vitesses 2 via un embrayage 4. De manière classique, la transmission de couple entre le vilebrequin et l'arbre d'entrée 3 de la boîte de vitesses 2 est par exemple assurée lorsque l'embrayage 4 est dans une position embrayée et est interrompue lorsque l'embrayage 4 est dans une position débrayée. [0039] Dans une variante non représentée, la transmission de couple entre le vilebrequin et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses est assurée lorsque l'embrayage est dans une position embrayée et est interrompue lorsque l'embrayage 4 est dans une position débrayée. [0040] Le véhicule comporte une pédale 19 d'actionner-rient de l'embrayage montée pivotante sur le châssis du véhicule entre une position de repos et une position extrême enfoncée. La pédale 19 d'actionnement de l'embrayage est associée à un capteur de position 19s apte à délivrer un signal S19 de position de la pédale 19. Un actionneur d'embrayage 14 est apte à agir sur la position de la butée d'embrayage afin de déplacer l'embrayage 4 d'une position embrayée vers une position débrayée, ou inversement. L'actionneur d'embrayage 14 comprenant une unité motrice électronisée, par exemple un moteur électrique avec son électronique de puissance et une intelligence localisée, est relié à une batterie 15 du véhicule via un réseau d'alimentation électrique 16 et à une unité de pilotage 17 via un bus de multiplexage 18. Dans un mode de réalisation, l'unité de pilotage 17 est intégrée à un calculateur de contrôle moteur 700 qui héberge les ressources logicielles de pilotage de l'embrayage et d'un module de supervision de l'assistance. [0041] Dans un mode de pilotage manuel, l'unité de pilotage 17 prend en compte la position de la pédale 19 pour commander l'actionneur d'embrayage 14. Lorsque la pédale 19 est en position de repos, l'embrayage 4 est en position embrayée et transmet le couple moteur entre le vilebrequin 1 et l'arbre d'entrée 3 de la boîte de vitesses 2. Lorsque la pédale 19 est déplacée vers sa position extrême enfoncée, l'actionneur 14 est commandé, en fonction du signal SI, de position de la pédale 19, de sorte à déplacer la butée d'embrayage vers une position débrayée dans laquelle la transmission du couple entre le moteur 1 et l'arbre d'entrée 3 de la boîte de vitesses 2 est interrompue. [0042] La boîte de vitesses 2 comporte un arbre de sortie 5, parallèle à l'arbre d'entrée 3, qui est équipé de pignons fous 6 coopérant avec des pignons de vitesses 7 portés par l'arbre d'entrée 3. L'arbre de sortie 5 porte des moyens 8 de synchronisation et de crabotage permettant de solidariser en rotation les pignons fous 6 à l'arbre de sortie 5, de sorte à engager un rapport de transmission G, entre l'arbre d'entrée 3 et l'arbre de sortie 5 de la boîte de vitesses. L'arbre de sortie 5 coopère avec un pignon 10 d'entrée du différentiel afin de transmettre le couple aux roues 9a, 9b. Un levier de vitesses 20 permet de sélectionner et d'engager manuellement les moyens 8 de synchronisation. Le levier de vitesses 20 est associé avec un capteur de position 20s permettant de détecter le rapport sélectionné G, : de G' (marche arrière), Go (neutre), ou prenant une valeur de 1 à N ainsi qu'un changement de rapport. [0043] Par ailleurs, le véhicule est équipé de nombreux capteurs, tels qu'un capteur 100s de mesure du régime moteur, un capteur 3s de mesure de la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée 3 de la boite de vitesses 2 et/ou un capteur 5s de mesure de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 5 de la boîte de vitesses 2. [0044] Le véhicule automobile illustré sur la figure 1 comporte en outre un volant 22, une pédale 23 de frein associée à un capteur 23s apte à délivrer un signal représentatif de la position de la pédale de frein, un module de pilotage du freinage du type ABS 28, une pédale 25 d'accélérateur associée avec un capteur de position 25s de la pédale d'accélérateur, un frein de stationnement 27, un module de gestion du frein de stationnement 29 et un module d'assistance au parcage automatique 30. [0045] Le module de pilotage du freinage 28, le module de gestion du frein de stationnement 29 et le module d'assistance au parcage automatique 30 sont en particulier intégrés ainsi que l'unité de pilotage 17 au calculateur de contrôle moteur 700. [0046] Comme illustré à la FIGURE 2, à partir du signal S19 l'unité de pilotage 17 calcule dans une étape TP le couple à transmettre par l'embrayage suivant la volonté du conducteur. Le procédé selon l'invention comporte également comme illustré une étape F de filtrage dynamique durant laquelle l'unité de pilotage calcule un taux conigé de l'engagement de l'embrayage. Différents exemples de cette étape sont détaillés ci-dessous en référence aux figures 3A à 3G. [0047] De façon optionnelle le procédé illustré comporte également une étape d'arbitration A entre les modes deux pédales AM et trois pédales TP, ici suivi de F. [0048] L'étape A permet de sélectionner la consigne de couple Ccor provenant de l'ensemble TP, F et la consigne Cam provenant des stratégies de mode automatique AM selon un signal SA provenant d'un superviseur du calculateur de contrôle moteur 700 qui analyse les situations de conduites du véhicule à l'aide des informations en provenance des différents capteurs, par exemple : 3s, 5s, 20s, 23s, 25s. 100s sur le véhicule et de l'interaction du conducteur avec l'interface de conduite du véhicule. [0049] En outre le procédé illustré comporte également une étape d'assistance à la conduite DA. 6 [0050] Dans l'exemple illustré l'étape A succède à l'étape F et l'étape DA suit l'étape F décrite précédemment. Cet ordre n'est illustré qu'à titre d'exemple et n'est pas limitatif de l'invention. L'étape F pourrait dans un autre mode de réalisation être intercalée entre l'étape A et l'étape DA, l'étape À permettant alors d'arbitrer entre la demande de couple issue de l'étape AM et celle issue de l'étape TP, l'étape F corrigerait alors le couple arbitré Carb au lieu de Cth. [0051] Les figures 3A à 3F illustrent la variation de l'engagement, respectivement du désen- gagement de l'embrayage pour différentes mises en oeuvre de l'invention. [0052] Pour chacune de ces figures, le temps est en abscisse et le couple en ordonnée y. [0053] La courbe C en traits continus épais représente la variation théorique du couple transmis à l'embrayage, directement liée à la position de la pédale alors que la courbe C core en pointillés épais représente la variation du couple transmis à l'embrayage corrigée suite au calcul effectué par l'unité de pilotage 17 selon le procédé de l'invention. La courbe C mû, en traits continus plus minces la variation de la consigne de couple moteur. [0054] Exemple de mise en oeuvre de l'invention : éviter les bruits de claquement lors du désengagement de l'embrayage à faible vitesse. [0055] La figure 3A illustre un tel exemple de mise en oeuvre. [0056] Suite à une consigne de désengagement de l'embrayage, par exemple suite à l'enfoncement de la pédale d'embrayage ou suite à une consigne dite « stop and start » par exemple lors d'un arrêt à un feu de circulation ou dans un embouteillage, le procédé acquiert et enregistre la consigne instantanée de couple en provenance du moteur ED au moment où une consigne de désengagement est détectée. [0057] La courbe C en, suit la consigne théorique du couple de désengagement de l'embrayage jusqu'à atteindre une consigne de couple correspondant au couple demandé par le moteur thermique au moment du désengagement ED. La variation de la consigne de couple d'embrayage n'est alors pas limitée [0058] Lorsque la valeur ED est atteinte, l'unité de pilotage 17 limite le taux de désen- gagement de l'embrayage en fonction d'une valeur calibrée jusqu'à désengagement complet de l'embrayage ou que l'engagement de l'embrayage soit requis. [0059] Comme l'illustre la figure 4, lors de cette mise en oeuvre de l'invention, la pente de la courbe est paramétrée conformément à une table qui correspond à chaque rapport de transmission égal à 1, 2 ou marche arrière, en fonction du couple demandé au moteur thermique au moment du débrayage ED [0060] Selon le rapport de transmission Giengagé à l'un instant t, rapport 1, rapport 2 ou marche arrière, l'unité de pilotage sélectionne la table TOI, TG2 ou TR correspondante et détermine la pente maximale de désembrayage b Max en fonction de la valeur ED du couple moteur au moment du désengagement. Ainsi l'invention permet de 7 limiter les bruits de claquement en cas de désengagement rapide de l'embrayage. [0061] Dans une variante, les tables TG1, T02 ou TR prennent également en compte la vitesse instantanée du véhicule. [0062] Exemple de mise en oeuvre dc l'invention : éviter les bruits de claquement durant les décollages en limitant le taux d'engagement de l'embrayage pendant le franchissement du point de léchage. [0063] La figure 3B illustre un tel exemple de mise en oeuvre. [0064] Lors de l'engagement de l'embrayage, entre la position embrayage totalement désengagé et un seuil calibré correspondant à un point légèrement delà du point de léchage qui est matérialisé par la valeur 0 sur l'axe des ordonnées, l'unité de pilotage 17 limite le taux d'engagement de l'embrayage . Comme illustré sur la partiel! la pente maximum à max de la courbe Ccorr dépend du rapport de transmission, entre 1, 2 et marche arrière. [0065] Au delà du point de léchage le taux d'engagement de l'embrayage est égal au taux théorique. Comme illustré sur la partie HI la courbe C''est parallèle à la courbe Lb [0066] Exemple de mise en oeuvre dc l'invention : éviter les bruits de cliquetis en limitant le taux de désengagement de l'embrayage. [0067] La figure 3C illustre un tel exemple de mise en oeuvre. [0068] Lorsque, suite à une consigne dc désengagement de l'embrayage, c'est-à-dire au changement de position de la pédale 19 mesurée par le capteur 19s, le signal correspondant est reçu après que la consigne de couple demandée par le moteur ET, est atteinte, l'unité de pilotage limite le taux de désengagement en fonction d'une valeur calibrée jusqu'à ce que la valeur de couple finale demandée soit atteinte ou que l'engagement de l'embrayage soit de nouveau requis. [0069] Comme l'illustre la figure 5 , lors de cette mise en oeuvre de l'invention, la pente de la courbe C',' est calibrée conformément à une table TG'i correspondante à chaque rapport de transmission égal à 2 jusqu'à N, en fonction de la valeur de couple au moteur thermique ED au départ de l'action de débrayage et de la vitesse instantanée du véhicule. [0070] Pour certaines valeurs du rapport de transmission pour lesquelles le procédé de l'invention comprend en cas de désengagement de l'embrayage à la fois une stratégie pour limiter les bruits de claquement et une stratégie pour limiter les bruits de cliquetis, le procédé choisit entre les deux stratégies celle qui propose le taux de désengagement minimum. [0071] Selon une variante illustrée Figure 6A la pente corrigée est égale au minimum de la pente calculée relativement au bruits de claquement b Ck Max et de de la pente calculée relativement aux bruits de cliquetis à Ct Max. [0072] Selon une autre variante illustrée Figure 6B l'unité de pilotage compare la vitesse du 8 véhicule VS avec une valeur seuil VS,, qui dépend du rapport de transmission. Pour une vitesse VS inférieure au seuil, la pente corrigée correspond à la pente calculée relativement aux bruits de claquement à Ck Max. Au delà du seuil VS' la pente corrigée correspond à la pente calculée relativement aux bruits de cliquetis t Ct Max. [0073] Exemple de mise en oeuvre de l'invention : limitation du taux d'engagement de l'embrayage lorsque le rapport de la transmission est neutre. [0074] La figure 3D illustre un tel exemple de mise en oeuvre. [0075] Si une consigne d'engagement de l'embrayage est reçue alors que le rapport de transmission est neutre, l'unité de pilotage limite le taux d'engagement de l'embrayage avec une valeur fixe calibrée. [0076] Exemple de mise en oeuvre de l'invention : protection contre les sur-couples lors d' un lâcher de pédale provoquant l'engagement de l'embrayage. [0077] La figure 3E illustre un tel exemple de mise en oeuvre. Ici on limite te taux d'engagement maximal de l'embrayage. La figure 3F correspond à une protection contre les sur couples générés par un engagement de l'embrayage trop brutal durant un passage montant. [0078] Cet exemple concerne un changement de rapport. La pente maximale est une fonction de l'accélération du véhicule VA, du point de patinage SIS « slip speed » en anglais et du rapport de transmission G. Dans une variante particulière le procédé comporte une option « éco » et ou une option « sport » [0079] Exemples de mise en oeuvre de l'invention : protection contre les surrégimes durant le patinage de l'embrayage. [0080] Lors d'un changement de rapport de transmission Le procédé peut comporter une mise en mémoire du précédent rapport de transmission G, , Lors d'un changement de rapport, l'unité de pilotage limite le taux d'engagement de l'embrayage en fonction des rapports de transmission courant G, et précédent G, , [0081] Selon l'exemple illustré à la figure 3F, le procédé limite l'engagement corrigé de l'embrayage au maximum d'une valeur calibrée TO et du couple moteur ET multiplié par un facteur K, K étant supérieur à I. [0082] Exem le de mise en oeuvre de l'invention : -otection contre les sur-ré imes l'engagement de l'embrayage. [0083] La figure 3G illustre un tel exemple de mise en oeuvre. Et la figure 7 illustre les dif- férentes phases [0084] Avant d'engager l'embrayage, l'unité de pilotage 17 calcule la vitesse du vilebrequin qui sera atteinte atteint après la synchronisation du moteur et de la boîte de vitesses. Le procédé la comparer à un seuil de sécurité ESmax. Le procédé peut ainsi détecter un changement de vitesse risquant entraîner la centrifugation du volant d'inertie. [0085] Lorsqu'un changement de rapport pouvant conduire à la centrifugation du volant 9 d'inertie est détecté, l'unité de pilotage contrôle l'engagement de l'embrayage afin d'empêcher le régime moteur de dépasser un seuil de sécurité prédéterminé ce qui pourrait conduire à la centrifugation. (CUR 17). [0086] Pendant la mise en oeuvre de la protection contre la centrifugation du volant d'inertie, l'unité de pilotage 17 fournit dans une première phase une consigne de couple suivant la demande du conducteur. Lors de cette première phase la différence A entre la vitesse du moteur et le seuil calibré de sécurité est notamment inférieure à une première valeur calibrée CAL]. [0087] Dans une seconde phase de protection contre la centrifugation, partie II de la courbe Ccorr, si un couple trop élevé est demandé, l'unité de pilotage réduit la consigne de couple, indépendamment de la demande du conducteur. Lors de cette deuxième phase la différence A entre la vitesse du moteur et le seuil calibré de sécurité est notamment supérieure à une deuxième valeur calibrée. CAL2. [0088] Au cours de l'étape de protection, l'unité de pilotage calcule en particulier le taux moyen d'engagement de l'embrayage du conducteur. [0089] Une fois que la vitesse V3 de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses passe sous le seuil de centrifugation du volant d'inertie et que la pédale d'embrayage est déjà en position engagée, l'unité de pilotage peut engager l'embrayage avec le taux moyen calculé précédemment (CUR21).. [0090] Dans une variante, une fois que la vitesse V3 de l'arbre primaire 3 de la boîte de vitesses V3 passe le seuil ESmax de centrifugation du volant d'inertie et que la pédale d'embrayage est en position d'engagement au moins partiel, l'unité de pilotage engage l'embrayage 4 selon la consigne donnée par la position de la pédale d'embrayage. (CUR23). Cette étape est illustrée sur la partie III de la courbe Ccorr de la figure 3G. [0091] Si le conducteur appuie sur la pédale d'embrayage, pendant une des étapes de protection, l'unité de pilotage suit le taux de désengagement de la pédale d'embrayage jusqu'à désengagement complet ou changement d'avis du conducteur, c'est-à-dire nouvelle action avec la pédale d'embrayage. (CUR24). [0092] Une fois que l'embrayage est engagé ou synchronisé, l'unité de pilotage désactive l'étape de protection contre la centrifugation. (CUR25) [0093] L'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés. [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8]