Brevet FR3100592A1 — publié le 20210312

La présente invention a pour objet un procédé de commande d’une boite de vitesses robotisée à embrayage humide de véhicule automobile. Plus précisément, le procédé comporte une étape consistant à commander un débit de fluide de lubrification et/ou refroidissement de l’embrayage, à un rythme cadencé alternant en boucle, pour au moins une position (BV) de la boite de vitesses, le pilotage (3) d’un paramètre (Db) pilotant le débit à une première valeur de commande (V1) durant une première durée prédéterminée (Tp1), le pilotage (4) dudit paramètre (Db) à une deuxième valeur de commande (V2) durant une deuxième durée prédéterminée (Tp2). L’invention s’applique notamment aux boites de vitesses à double embrayage. Figure 1 PROCEDE DE COMMANDE D’UNE BOITE DE VITESSES ROBOTISEE COMPORTANT UNE ETAPE DE REFROIDISSEMENT A RYTHME CADENCE Le domaine de l’invention concerne un procédé de commande d’une boite de vitesses robotisée, en particulier une boite robotisée à double embrayage humide. Les boites de vitesses robotisées à double embrayage comportent des circuits hydrauliques actionnés par une ou des pompes hydrauliques ayant pour fonction d’une part l’actionnement des embrayages et des rapports, et d’autre part la lubrification et le refroidissement des disques d’embrayage (dans le cas des boîtes de vitesses à embrayage humide). Généralement, lorsqu’un rapport est engagé la pompe de mise en pression est activée, tandis qu’en position « Neutre » (point mort) ou en position « Park » (véhicule en stationnement), celle-ci est mise à l’arrêt ou pilote une faible pression. En ce qui concerne l’huile de lubrification et de refroidissement, le fluide circule dans le circuit hydraulique dès que la boite de vitesses est alimentée électriquement. Le débit en huile actionné par la pompe de lubrification est alors piloté en fonction de la température et/ou du couple transmis et selon l’état de glissement des embrayages. De plus, même en état d’ouverture un faible débit est commandé constamment du fait de frottements entre les disques. Le contrôle de la commande de lubrification et de refroidissement d’une telle boite de vitesses doit être parfaitement calibré afin de prévenir un endommagement des composants mécaniques résultant d’un frottement et d’un échauffement excessif et d’assurer les meilleures prestations vibratoires et acoustiques lors de son fonctionnement (broutement et à-coups). On connait de l’état de la technique le document US2011/0028271A1 illustrant une architecte hydraulique d’une boite de vitesses robotisée. Le document EP1413803A2 décrit une boite de vitesses robotisées à double embrayage et plus particulièrement un procédé de commande du débit du fluide de refroidissement lors de passage de rapports. Classiquement, dans une boite de vitesses robotisée, qu’elle soit à embrayage sec ou humide, lorsque celle-ci est en position « Neutre », les stratégies de pilotage prévoient que les synchro-crabots de la boite de vitesses n’engagent aucun rapport. Cependant, la demanderesse a prévu une stratégie alternative pour diminuer le temps de passage de la position « Neutre » vers la position « DRIVE ». Plus précisément, cette stratégie prévoit de pré-engager le premier rapport de vitesses lorsque la position « Neutre » est actionnée de manière à rendre effectif le changement de position de la boite de vitesses uniquement par la fermeture de l’embrayage associé. Cette stratégie diminue significativement le temps de passage. Cependant, à la suite de l’implémentation de cette stratégie, on a constaté que de légères vibrations se faisaient ressentir à l’intérieur du véhicule. Ces vibrations résultent de la transmission d’acyclismes moteur, via l’embrayage et le rapport pré-engagé jusqu’aux roues. En effet, lorsque le moteur thermique tourne au ralenti, le régime différentiel entre les disques côté moteur et les disques côté boite de vitesses, même lorsque l’embrayage est ouvert, peut entrainer des contacts entre les disques transmettant les acyclismes moteur. Par ailleurs, ces contacts, même si aucun couple n’est transmis, entrainent des frottements et par conséquent un échauffement des disques. Il est donc nécessaire de maintenir la circulation de l’huile de lubrification et refroidissement. Il existe donc un besoin de palier les problèmes précités. Un objectif de l’invention est de proposer une stratégie de commande d’une boite de vitesses robotisées réduisant le temps de passage entre la position « Neutre » et la position « DRIVE ». Un autre objectif de l’invention est de garantir une lubrification et refroidissement adéquats et d’améliorer les prestations vibratoires et acoustiques d’une telle boite de vitesses. Un objectif de l’invention est d’éviter la transmission d’acyclismes moteur aux roues en position « Neutre » ou position de stationnement. Plus précisément, l’invention concerne un procédé de commande d’une boite de vitesses robotisée comportant au moins un embrayage humide, comportant une étape consistant à commander un débit de fluide de lubrification et/ou refroidissement de l’embrayage. Selon l’invention, l’étape de commande du débit consiste à piloter un rythme cadencé alternant en boucle, pour au moins une position de la boite de vitesses, les étapes successives suivantes : - le pilotage d’un paramètre pilotant le débit à une première valeur de commande durant une première durée prédéterminée, - le pilotage dudit paramètre à une deuxième valeur de commande durant une deuxième durée prédéterminée. Selon une variante, l’étape de commande du débit à un rythme cadencé est activée uniquement lorsque la position sélectionnée de la boite de vitesses est la position « Neutre » ou la position de stationnement « Park ». Selon une variante, la première valeur de commande est fonction au moins de la température du fluide. Selon une variante, la première valeur de commande est constante durant toute la première durée. Selon une variante, la première durée est inférieure à un seuil prédéterminé. Selon une variante, le seuil est égal à 2 secondes et de préférence égal à 1,5 seconde. Selon une variante, la deuxième valeur de commande pilote une valeur de débit nul durant toute la deuxième durée. Selon une variante, la deuxième durée est configurée en fonction d’une estimation prédéterminée d’une quantité d’énergie calorifique évacuable au niveau de l’embrayage par le pilotage de la première valeur de commande durant la première durée. Selon une variante, la deuxième durée est comprise entre 20 et 40 secondes, et de préférence est égale à 30 secondes. L’invention envisage une unité de commande d’une boite de vitesses robotisée comportant au moins un embrayage humide, laquelle est configurée pour mettre en œuvre le procédé de commande selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents pour le refroidissement de l’embrayage pour au moins une position sélectionnée de la boite de vitesses. L’invention envisage également un produit programme-ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par une unité de commande du moteur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre l’un quelconque des modes de réalisation du procédé de commande selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents pour le refroidissement de l’embrayage pour au moins une position sélectionnée de la boite de vitesses. L’invention permet de lubrifier et refroidir un (ou les) embrayage(s) d’une boite de vitesses robotisée sur de courtes durées de manière à éliminer les transmissions des vibrations aux roues et leur ressenties au niveau de l’habitacle. On améliore ainsi les prestations acoustiques et vibratoire du véhicule. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels : est un organigramme représentant un algorithme mettant en œuvre le procédé de commande de la boite de vitesses robotisée selon l’invention pour éliminer les vibrations ressenties à bord du véhicule. représente une séquence du rythme cadencé du débit de lubrification et refroidissement de la boite de vitesses pour le refroidissement de la boite de vitesses lorsque celle-ci est en position « Neutre » ou « Park ». Le procédé de commande selon l’invention consiste à éliminer des vibrations ressenties à bord du véhicule lorsque la boite de vitesses robotisée est en position « Neutre » (N ou point mort) ou en position de stationnement (P ou « Park »). Le procédé concerne les boites de vitesses à double embrayage humide (DCT pour « Dual Clutch Transmission » en anglais) pilotée automatiquement par une unité de commande à calculateur. On n’écarte pas la possibilité que le procédé s’applique aux boites de vitesses robotisées à un unique embrayage humide et pour d’autres positions de la boite de vitesse, par exemple en marche arrière (R pour « Reverse), ou pilotage automatique des rapports en marche avant (D pour « Drive ») dans un but d’éliminer la transmission de vibrations via les embrayages résultant des acyclismes. Plus précisément, le procédé s’applique à une boite de vitesses robotisée dans laquelle au moins un embrayage à multi-disques est lubrifié et refroidi par la circulation d’un fluide de refroidissement. Le fluide de refroidissement est par exemple de l’huile. Dans un exemple d’architecture de boite de vitesses, l’huile de lubrification et refroidissement des disques est la même huile que l’huile d’actionnement des actionneurs des rapports de vitesses. Deux circuits de circulations de l’huile co-existent où chacun est actionné par une pompe hydraulique ou un distributeur hydraulique. Dans une variante, un seul circuit hydraulique est présent pour le refroidissement et les actionneurs de rapport sont entièrement électriques (par exemple servo-moteur). Dans une autre variante, chaque embrayage d’une boite de vitesses DCT peut comporter un circuit individuel de lubrification et refroidissement. De manière générale, il convient donc de préciser que le procédé de commande selon l’invention dédié au pilotage de l’huile de refroidissement s’applique indépendamment de l’architecture de la boite de vitesses. La description d’une architecture n’est donc pas détaillée, et à cet effet l’homme du métier pourra se référer aux architectures présentées dans les documents brevet mentionnés dans le préambule de description de l’état de la technique à titre d’exemples non limitatifs. En figure 1, un mode de réalisation préférentiel du procédé selon l’invention est décrit s’appliquant à titre d’exemple à une boite de vitesses DCT dans laquelle les disques d’embrayage sont refroidis par de l’huile de lubrification. Le groupe motopropulseur du véhicule comporte des premiers moyens pour piloter le débit du fluide de lubrification et/ou refroidissement des embrayages. Il comporte donc au moins un circuit hydraulique du fluide comportant une pompe hydraulique et éventuellement des vannes pilotées par des paramètres de commande. Le ou les paramètres de commande sont par exemple le régime de rotation de la pompe et/ou la section d’ouverture d’une vanne hydraulique. Le débit peut ainsi être piloté à des valeurs variables en fonction de paramètres de fonctionnement du groupe motopropulseur, ou conformément à l’invention selon un rythme judicieusement cadencé pour alterner en boucle une valeur de débit prédéterminée et une valeur de débit nulle pour éliminer les vibrations prenant source dans les acyclismes moteur. Le groupe motopropulseur comporte des deuxièmes moyens pour déterminer/estimer la température des disques d’embrayage de manière à asservir le débit du fluide à la température estimée. La température peut être estimée à partir de la température de l’huile de lubrification par exemple ou en variante en fonction d’un paramètre de pilotage des embrayages et du régime de rotation de l’arbre primaire et l’arbre de boite de vitesses. L’unité de commande de la boite de vitesses DCT est munie d’un calculateur à circuits intégrés et de mémoires électroniques, le calculateur et les mémoires étant configurés pour exécuter le procédé de commande. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le calculateur pourrait être externe à l’unité de commande de la boite de vitesses, tout en étant couplé à cette dernière. Dans ce dernier cas, il peut être lui-même agencé sous la forme d’un calculateur dédié comprenant un éventuel programme dédié, par exemple. Par conséquent, l’unité de commande, selon l’invention, peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels. A une première étape initiale 1 du procédé, la boite de vitesses est alimentée électriquement. Un premier choix concernant le mode de pilotage du débit du fluide de refroidissement est nécessaire en fonction de la position de la boite de vitesses qui est sélectionnée. Dans cet exemple, le pilotage du débit à un rythme cadencé est exécuté uniquement pour les positions « Neutre » et « Park », ou pour l’une ou l’autre seulement. Le procédé comporte donc une deuxième étape 2 de détermination de la position de la boite de vitesses en fonction de la position du levier manuel de commande ou tout paramètre de commande de la boite de vitesses et du groupe motopropulseur du véhicule pouvant être représentatif de la position de la boite de vitesses. Lorsque la position sélectionnée est la position « Neutre » N ou la position de stationnement P, le procédé commande un rythme cadencé de débit du fluide alternant en boucle, pour ces deux positions N, P, une étape de pilotage 3 d’un paramètre Db pilotant le débit à une première valeur de commande V1 durant une première durée prédéterminée Tp1, et une étape de pilotage 4 dudit paramètre Db à une deuxième valeur de commande V2 durant une deuxième durée prédéterminée Tp2. Les étapes 3 et 4 sont exécutées en boucle tant que la position N ou P est sélectionnée. Plus précisément, le débit du fluide est piloté par le paramètre de pilotage du régime de rotation d’une pompe hydraulique. On envisage en variante que le débit Db puisse être piloté par le paramètre d’ouverture d’une vanne par exemple, notamment lorsque la pompe distribue le même fluide dans plusieurs circuits hydraulique individuels au moyen d’un distributeur, ou par les deux paramètres à la fois. En étape 3, le pilotage du débit est commandé à une première valeur V1, qui est fonction éventuellement de la température du fluide de lubrification et refroidissement. En position N ou P, les disques peuvent être en frottement du fait de la différence de régime de rotation des disques côté moteur (alors en régime de ralenti) et des disques côté boite de vitesses non tournants. Ces derniers s‘échauffent même si aucun couple n’est transmis. Le paramètre Db est donc dépendant de la température, est variable, est constant à un régime prédéterminé pour une plage de température, ou est calibré en conception à une valeur constante durant toute la durée Tp1 permettant d’assurer le refroidissement des disques pour les positions spécifiques N et P. Plus précisément, la valeur V1 est préférentiellement une valeur constante durant toute la durée Tp1 et est calibrée à une valeur de régime de rotation comprise entre 70 tr/min et 100 tr/min de la pompe hydraulique. Cette valeur est enregistrée en mémoire de l’unité de commande pour le pilotage de l’étape 3. Ce régime de rotation assure un débit suffisant pour refroidir les disques d’embrayage en position N, P. De plus, la durée Tp1 est judicieusement configurée pour empêcher la transmission des acyclismes moteur jusqu’aux roues via l’embrayage. A cet effet, la première durée TP1 est inférieure à un seuil prédéterminé, par exemple le seuil a une valeur de deux secondes et de préférence 1,5s pour un certain type de boites de vitesses DCT. En dessous de ce seuil de temps, le procédé garantit que les acyclismes ne sont pas transmis jusqu’aux roues. Le seuil est déterminé en essai et est enregistré en mémoire de l’unité de commande. Ce seuil est une valeur calibrée en fonction de la boite de vitesses et de la chaine cinématique du groupe motopropulseur pour les positions N, P. Par exemple, le seuil peut varier en fonction du rapport pré-engagé pour les positions N, P. On ajoutera que lorsque la position de la boite de vitesses N est sélectionnée, l’unité de commande de la boite de vitesses pilote avantageusement le pré-engagement du premier rapport de manière à réduire significativement le temps de sortie de la position N ou P vers la position « Drive ». Eventuellement, le seuil déterminant la durée Tp1 peut varier en fonction du rapport pré-engagé lorsque la position P, N est sélectionnée du fait d’un éventuel impact sur le chemin de transmission mécanique des acyclismes à la roue. Ensuite, une fois que la pompe a fonctionné à un régime de rotation de valeur V1 durant une durée Tp1, suffisamment courte pour éliminer les vibrations, le procédé pilote l’étape 4 qui commande l’arrêt du débit du fluide de lubrification et refroidissement. Plus précisément, le paramètre Db de régime de rotation est piloté à une valeur nulle V2 durant une durée de 30 secondes environ, par exemple comprise entre 20 et 40 secondes. La durée Tp2 est configurée en fonction d’une estimation prédéterminée d’une quantité d’énergie calorifique évacuable par le pilotage 3 de la valeur de commande V1 durant la durée Tp1. La durée Tp2 dépend donc ainsi de la capacité du circuit de refroidissement à évacuer, pendant l’étape 3, les calories qui ont générées pendant la période d’arrêt de la pompe. En particulier, la durée Tp2 peut varier proportionnellement à la durée Tp1 et à la valeur V1 du paramètre Db. Il a été observé en essai que l’arrêt de la pompe suite à une courte durée de lubrification permet d’éliminer la transmission des vibrations issues des acyclismes. Eventuellement, en variante, le procédé peut prévoir une configuration du paramètre V2 à un régime de rotation proche de zéro, mais non nul, qui est suffisamment faible pour éliminer les vibrations. Ensuite, le procédé effectue une vérification 6 de l’état d’alimentation de la boite de vitesses DCT. Si celle-ci est alimentée, le procédé retourne à l’étape 1, puis à l’étape 2 de détermination de la position de la boite de vitesses DCT. Les étapes 3, 4 sont de nouveau exécutées si la position est N ou P. Dans le cas contraire, si la boite de vitesses est en position D, R, ou M (pilotage manuel), ou bien encore si les embrayages sont pilotés en état de glissement, le procédé de commande pilote à une étape 5 un débit du fluide de lubrification et de refroidissement conventionnel des embrayages. Plus précisément, le paramètre Db est piloté à une valeur qui est fonction de la température du fluide de refroidissement et/ou d’une valeur de couple transmis par l’embrayage. Enfin, lors de la vérification 6, si une demande de mise à l’arrêt de la boite de vitesse est détectée, ou si une demande d’arrêt de la lubrification et/ou refroidissement est détectée, alors le procédé de commande à une étape 7 pilote un débit nul du fluide de lubrification et/ou refroidissement. La figure 2 représente une séquence temporelle du pilotage du paramètre de commande du débit du fluide de lubrification et/ou refroidissement de la boite de vitesses lorsque la position « Neutre » N ou de stationnement P est sélectionnée. Le rythme cadencé du débit en boucle est représenté sur deux périodes du rythme. Le pilotage du paramètre Db est piloté à la valeur V1, ici par exemple comprise entre 70 tr/min et 100 tr/min sur la durée Tp1 égale à 1,5s environ. Puis, le pilotage du paramètre Db est piloté à la valeur de régime de rotation nul de la pompe durant la durée Tp2 égale à 30 secondes environ. Ensuite, à une nouvelle récurrence, le paramètre Db est piloté à la valeur V1 durant la durée Tp1 et ensuite à la valeur V2 nulle durant la durée Tp2. Ce cycle est répété en boucle tant que la position de la boite de vitesses est N ou P. Procédé de commande d’une boite de vitesses robotisée comportant au moins un embrayage humide, comportant une étape consistant à commander un débit de fluide de lubrification et/ou refroidissement de l’embrayage, caractérisé en ce que l’étape de commande du débit consiste à piloter un rythme cadencé alternant en boucle, pour au moins une position (BV) de la boite de vitesses, les étapes successives suivantes : Le pilotage (3) d’un paramètre (Db) pilotant le débit à une première valeur de commande (V1) durant une première durée prédéterminée (Tp1), Le pilotage (4) dudit paramètre (Db) à une deuxième valeur de commande (V2) durant une deuxième durée prédéterminée (Tp2). Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’étape de commande du débit à un rythme cadencé est activé uniquement lorsque la position sélectionnée (BV) de la boite de vitesses est la position « Neutre » (N) ou la position de stationnement (P). Procédé de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première valeur de commande (V1) est fonction au moins de la température (T) du fluide. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première valeur de commande (V1) est constante durant toute la première durée (Tp1). Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première durée (Tp1) est inférieure à un seuil prédéterminé. Procédé de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que le seuil est égal à 2 secondes et de préférence égal à 1,5 seconde. Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la deuxième valeur de commande (V2) pilote une valeur de débit nul durant toute la deuxième durée (Tp2). Procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la deuxième durée (Tp2) est configurée en fonction d’une estimation prédéterminée d’une quantité d’énergie calorifique évacuable au niveau de l’embrayage par le pilotage (3) de la première valeur de commande (V1) durant la première durée (Tp1). Procédé de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que la deuxième durée (Tp2) est comprise entre 20 et 40 secondes, et de préférence est égale à 30 secondes. Unité de commande d’une boite de vitesses robotisée comportant au moins un embrayage humide, caractérisée en ce qu’elle est configurée pour mettre en œuvre le procédé de commande selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 pour le refroidissement de l’embrayage pour au moins une position sélectionnée de la boite de vitesses.