DISPOSITF D ' ACCOUPLEMENT

La présente invention concerne le contrôle des transmissions, en ce qui concerne la sécurité de fonctionnement et l'agrément des changements de vitesses effectués par l'intermédiaire de baladeurs à crabots, ou à clabots, sans synchroniseurs mécaniques, dans des transmissions où la synchronisation des pignons sur leur arbre est assurée par un pilotage approprié des sources motrices .

Plus précisément, elle a pour objet un procédé de contrôle sécuritaire de la configuration d'un dispositif d'accouplement de boîte de vitesses solidaire en rotation d'un arbre d'entrée de mouvement de celle-ci, et mobile axialement sur cet arbre de part et d'autre d'une position neutre intermédiaire, entre deux positions opposées, d'engagement avec un pignon fou.

Cette invention trouve une application privilégiée, mais non limitative, sur des GMP (groupes motopropulseurs) hybrides, disposant de plusieurs sources motrices, en particulier un moteur thermique et une, ou plusieurs, machines électriques.

Dans la plupart des véhicules routiers, la transmission de l'énergie depuis le groupe motopropulseur vers la roue, se fait au travers d'une boîte de vitesses à configurations multiples. Le passage d'une configuration à l'autre, nécessite la synchronisation de différents éléments de la boîte. Entre deux positions de rapport engagé, les dispositifs d'accouplement des pignons disposent d'une « configuration neutre », dans laquelle la transmission d'énergie entre le GMP et la roue est coupée.

Lorsque les dispositifs d'accouplement sont munis de moyens de synchronisation mécaniques intégrés, ces moyens assurent eux- mêmes la synchronisation d'un baladeur avec un pignon, pendant son déplacement vers le pignon.

Lorsque la synchronisation des pignons n'est pas assurée par un système de synchronisation mécanique intégré, on peut l'assurer au travers d'un pilotage approprié des moteurs du GMP. Dans tous les cas, on cherche à minimiser l'impact de la synchronisation sur le comportement routier.

Lorsque la synchronisation se fait sur la base d'une régulation en vitesse, il est nécessaire d'assurer de façon sécuritaire que l'énergie mobilisée pour cette synchronisation ne soit pas transmise à la roue.

La présente invention a pour but de s'assurer que la phase de synchronisation soit réalisée en l'absence de couple transmis à la roue.

Dans ce but, elle propose de définir une configuration neutre du dispositif d'accouplement en fonction d'une information de position principale du dispositif de déplacement et de sa consigne de déplacement, position dans laquelle la transmission du couple à la roue est effectivement interrompue, et d'autoriser le démarrage de la synchronisation du baladeur avec un pignon, seulement lorsque le dispositif est dans cette configuration.

De préférence, une information redondante de position, est utilisée pour sécuriser la configuration neutre.

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels :

la figure 1 est une représentation simplifiée de chaîne cinématique de véhicule,

la figure 2 est un diagramme général de la méthode proposée ,

les figures 3A à 3D montrent différentes positions relatives des crabots du baladeur et du pignon, et

les figures 4A et 4B sont des chronogrammes de séquencement .

Sur la figure 1, on a représenté de façon schématique la chaîne cinématique simplifiée d'un véhicule, entre son moteur d'entraînement 1, sa boîte de vitesses 2 et ses roues 3. Le mouvement entre dans la boîte par un arbre d'entrée 4, et en ressort par un arbre de sortie 5 relié aux roues 6. Il descend de l'arbre d'entrés 4 sur l'arbre de sortie 5, par l'une ou l'autre de deux descentes d'engrenages 6a, 6b ; 7a, 7b, définissant deux rapports de transmission différents. Le dispositif d'accouplement 8, aussi nommé baladeur, à clabots, ou à crabots, est solidaire en rotation de l'arbre d'entrée de mouvement 4. Ce dispositif d'accouplement est mobile axialement sur cet arbre, de part et d'autre d'une position neutre intermédiaire, entre deux positions opposées d'engagement sur l'un des deux pignons de vitesse, ou pignons fous 6a, 7a, qui sont immobiles axialement sur l'arbre 4. Le dispositif d'accouplement 8 dispose de deux configurations d'engagement L et R, dépendant de la position du baladeur.

Le procédé de l'invention contrôle la position d'un tel dispositif d'accouplement. Il exploite à dessein deux informations redondantes, permettant d'estimer la configuration du dispositif. L'information principale F est une variable continue entre les bornes Min et Max, et centrée sur zéro. Elle est représentative de la position du dispositif d'accouplement. La seconde information, FR qui est redondante, et sommaire, par rapport à la première, prend deux états possibles : [Neutre] Ou [Non Neutre] .

L'analyse préliminaire du dispositif met en évidence le risque suivant. Si la synchronisation est réalisée alors que le système d'accouplement est accouplé, le GMP est piloté pour atteindre une vitesse fixe, indépendamment de la volonté du conducteur. Pendant les phases transitoires, ce pilotage peut conduire à une accélération intempestive, ou à une décélération intempestive. Lorsque la vitesse est stabilisée, le GMP ne répond plus aux demandes de décélération.

Sur le diagramme de la figure 2, on définit différents états du dispositif d'accouplement, accessibles à partir d'un état initial « init », selon les valeurs prises par :

une information principale de position F du dispositif, centrée sur 0 au neutre,

une information volontairement redondante de position du dispositif FR, prenant les valeurs 0 au neutre et 1 en dehors du neutre, et

la consigne de déplacement C du dispositif.

Le diagramme de la figure 2 se réfère à quatre positions particulières du dispositif, correspondant à des valeurs 0, , γ et δ de F, en fonction de la position relative des clabots ou crabots 8c du baladeur, par rapport à la denture fixe (crabots ou clabots) 7c du pignon fou, qui sont illustrées par les figures 3A à 3D :

la figure 3A correspond à la position neutre : F = 0 sur la figure 3B, F = a, valeur applicative de F définissant la distance cfe entre -a et + où aucun couple n'est transmis aux roues,

- sur la figure 3C F = γ, valeur applicative de F détectant un problème d'engagement, dans laquelle le chevauchement d _c des crabots est insuffisant pour assurer l'engagement du rapport,

- sur la figure 3D, F = δ, valeur applicative de F, où le chevauchement dd est suffisant pour assurer l'engagement d'un rapport .

La position initiale « init » de la figue 2 est par définition inconnue. On définit la configuration neutre du dispositif d'accouplement en fonction de l'information principale de position F du baladeur, et de sa consigne de déplacement C lorsque la transmission du couple à la roue est effectivement interrompue. La consigne d'engagement du rapport de gauche est notée L (C = L) ; la consigne d'engagement du rapport droit est notée R (C = L) .

Le dispositif passe par un état d'engagement incertain, lors de l'envoi d'une consigne d'engagement R, L ou lors de l'envoi d'une consigne de neutre N avec une information principale F non neutre. La consigne d'engagement L, C = L, ou la consigne de neutre C = N, associée à une information de position négative F < 0, place le dispositif dans un état d'engagement incertain à gauche « Incertain L ». De même, C = R, ou [ C = N et F >= 0 ] , place le dispositif en état d'engagement incertain à droite « Incertain R ». D' « incertain R », on passe à « Engagé R » avec a consigne C = R, si F > δ. De même, on passe d' « incertain L » à « Engagé L » avec la consigne C = L, si F < -δ et C = L. D'« Engagé L » on repasse en « Incertain L » si C = N ou F > -γ ; d'« Engagé R » on repasse en « Incertain R » si C = N ou F < γ. Le passage d'« Incertain L » à « Incertain R » suit une consigne C = R ; le passage inverse suit une consigne C = L. La configuration neutre recherchée, ou « Neutre sécurisé » (pour « safety neutral » en anglais) est atteinte, soit à partir d' « Incertain L » avec les consigne C = N et a < F < a, soit à partir d' « Incertain R » avec la consigne C = N et -a < F < . A l'inverse, on repasse du neutre sécurisé dans les états incertains, avec les consignes C = L ou C = R.

Ainsi :

la configuration neutre est déterminée, lorsque la consigne C est au neutre, et que l'information de position principale F est dans la zone [-a, + ] permettant d'assurer qu'aucun couple n'est transmis,

- on détecte un passage du dispositif d'accouplement, d'un état d'engagement incertain à un état engagé (R, L) , si l'information principale de position prend une valeur applicative

(δ) assurant l'engagement, et

-à l'inverse, on détecte un passage du dispositif, d'un état engagé (R, L) à un état d'engagement incertain, si l'information principale de position prend une valeur applicative

(γ) assurant le non engagement.

Conformément à l'invention, on autorise le démarrage de la synchronisation du baladeur avec l'un des deux pignons 6a, 7a en vue de l'engagement d'un rapport, lorsque le dispositif d'accouplement est dans la configuration neutre. La méthode prend en compte deux durées particulières τ et τ∑, respectivement temps de confirmation de sortie du neutre sécurisé, et temps de confirmation des états incertains : on détecte une défaillance du dispositif d'accouplement si l'information principale de position

(F) reste en dehors de la [-a, + ] après un temps de confirmation \2, des états incertains.

La configuration neutre est sécurisée par une information redondante FR sur la configuration neutre, ou non neutre, du dispositif. Le maintien de l'information redondante FR sur sa valeur non neutre pendant un temps de confirmation τ, alors que le dispositif d'accouplement est en configuration neutre, détermine une défaillance de l'état neutre. On détecte une défaillance de la position neutre (« Safety neutral failure » en anglais) si F < - ou F > pendant la durée de confirmation τ, ou si l'information redondante FR passe en « non neutre » pendant la durée de confirmation τ . Cette défaillance peut aussi être détectée par un maintien de l'information de position principale en dehors d'une zone [-a, + ] permettant d'assurer qu'aucun couple n'est transmis. Dans tous les cas, l'état de défaillance implique un arrêt de la synchronisation.

Par ailleurs, on détecte une défaillance gauche (« Undefined (L) Failure ») si F > a pendant 12, à partir d'« incertain L », ou une défaillance droite (« Undefined (R) Failure ») à partir d' « incertain R » si F < -a pendant τ ₂ .

La figure 4A illustre le séquencement du procédé, sans confirmation de défaut. A to, date de la commande de neutre, le dispositif d'accouplement quitte l'état « R engagé » pour passer en « Incertain R ». La synchronisation commence effectivement à ti, lorsque la configuration neutre est atteinte. La commande de neutre est abandonnée après ti. Le passage de l'information redondante FR au neutre, confirme la configuration neutre.

Sur la figure 4B, le défaut est confirmé à l'issue du temps τ, de confirmation de sortie de la configuration neutre, mesuré à partir du début de la synchronisation ti. Comme indiqué plus haut, on détecte une défaillance de la configuration neutre, si l'information principale de position F reste en dehors de la plage [- , + ] , après le temps de confirmation des états incertains τ∑.

En résumé, la configuration prise en compte pour le contrôle du GMP, et le déclenchement de la synchronisation, est obtenue à partir de l'information principale F et de la position voulue (la consigne C) . Dès que l'information principale F indique une configuration neutre, la synchronisation peut démarrer. L'information redondante F est utilisée pour sécuriser la configuration neutre. Le passage dans l'état de défaillance neutre, permet de déclencher, après un temps de confirmation, la procédure de sécurité assurant la mise en état sûr du véhicule, par exemple pour arrêter la synchronisation. L'invention présente de nombreux avantages. Elle permet en particulier de minimiser, avec un niveau de sécurité élevé, l'impact d'une synchronisation sur le comportement routier d'un véhicule, pour éviter des accélérations ou des décélérations intempestives, tout en optimisant l'agrément de conduite.

Les contraintes portant sur le système de contrôle de la boîte de vitesses sont limitées, car l'information redondante FR peut être moins précise et plus lente que l'information principale de position F. Grâce à l'invention, le respect des exigences sécuritaires dans une architecture de boîte de vitesses à synchronisations régulées par le pilotage des moteurs, est assuré sans système complexe.