FR2936034A1

FR2936034A1 - Procede d'estimation en temps reel de la temperature des elements d'un dispositif d'embrayage a friction.

Info

Publication number: FR2936034A1
Application number: FR0856219A
Authority: FR
Inventors: Pascal Maurel; Philippe Kraemer
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2010-03-19
Anticipated expiration: 2028-09-16
Also published as: FR2936034B1; DE102009041412B4; KR101706777B1; DE102009041412A1; KR20100032325A

Abstract

L'invention concerne un procédé d'estimation en temps réel de la température ({?}) des éléments d'un dispositif d'embrayage à friction de véhicule automobile qui est destiné à être mis en oeuvre par un calculateur numérique, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première étape (E1) de collecte de valeurs de variables d'excitation thermique ({U}) ; - une deuxième étape (E2) de calcul de la puissance thermique (Pa, Pb) dissipée par frottement ; - une troisième étape (E3) d'estimation de variables d'état thermique ({?}) du dispositif d'embrayage, l'estimation des variables d'état ({?}t) étant réalisée en intégrant la somme du produit d'une matrice d'évolution ([A]) par un vecteur d'état ({?}t-1) comportant les valeurs des variables d'état estimées précédemment et du produit d'une matrice d'excitation ([B]) par un vecteur d'excitation ({U}) comportant les valeurs des variables d'excitation collectées lors de la première étape (E1).

Description

L'invention se rapporte à un procédé d'estimation en temps réel de la température des éléments d'un dispositif d'embrayage à friction de véhicule automobile. L'invention se rapporte plus particulièrement à un procédé d'estimation en temps réel de la température des éléments d'un dispositif d'embrayage à friction de véhicule automobile qui est io destiné à être mis en oeuvre par un calculateur numérique, le dispositif d'embrayage étant susceptible d'accoupler un arbre moteur et au moins un arbre d'entrée de boîte de vitesses, le dispositif d'embrayage comportant : - au moins deux plateaux de pression destinés à serrer au 15 moins un disque de friction entraîné en rotation par l'arbre moteur ; - un carter qui renferme les plateaux de pression. Dans les véhicules équipés d'un dispositif d'embrayage à friction, une partie de l'énergie fournie par l'arbre moteur à l'arbre 20 d'entrée de boîte de vitesses est susceptible d'être dissipée sous forme de chaleur du fait des frottement entre la garniture de friction et les plateaux de pression, notamment lorsque le dispositif d'embrayage patine La chaleur ainsi fournie est généralement évacuée, par exemple par le fluide de 25 refroidissement du moteur. Lors d'un usage intensif du dispositif d'embrayage à friction, c'est-à-dire en cas de succession rapide de débrayage et d'embrayage, la chaleur fournie n'a pas le temps d'être évacuée et les différents éléments du dispositif d'embrayage à friction, tels 30 que les plateaux de pression, risquent de s'échauffer au-delà d'une température critique à laquelle le dispositif d'embrayage à friction est sujet à des dysfonctionnement, voire à des ruptures.

2 Ce problème d'échauffement est d'autant plus critique pour les dispositifs d'embrayage à friction équipés de deux disques de friction, appelés couramment "double embrayage", qui permettent d'entraîner en rotation alternativement ou simultanément deux arbres d'entrée de la boîte de vitesses. Dans certaines configurations de fonctionnement, les deux disques de friction sont en effet susceptibles de frotter simultanément contre les plateaux de pression associés. Dans ce cas, la puissance thermique susceptible d'être produite par un double embrayage est supérieure à la puissance thermique susceptible d'être produite par un dispositif d'embrayage simple. En outre, le double embrayage est souvent utilisé dans les véhicules automobiles équipés d'une boîte de vitesses robotisée. Dans ce cas, la commande du dispositif d'embrayage à friction est automatisée. La facilité d'utilisation de ce type de transmission peut amener un conducteur à utiliser intensivement le dispositif d'embrayage sur une longue durée, par exemple en immobilisant le véhicule sur une pente à l'aide du dispositif d'embrayage au lieu d'utiliser le frein à main ou à pied, ou encore en changeant de rapport de transmission à un rythme intensif. Pour résoudre ces problèmes, l'invention propose un procédé du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première étape de collecte de valeurs de variables d'excitation thermique, telles que les températures du moteur, de la boîte de vitesses, et de l'air environnant le carter, ainsi que les vitesses de rotation de l'arbre moteur et de l'arbre de boîte, et le couple transmis par le dispositif d'embrayage ; - une deuxième étape de calcul de la puissance thermique dissipée par frottement à partir de la différence de vitesses de rotation de l'arbre moteur et de l'arbre de boîte ainsi que du couple transmis ;

3 - une troisième étape d'estimation de variables d'état thermique du dispositif d'embrayage telles que les températures du premier plateau de pression et du deuxième plateau de pression, la température du troisième plateau de pression, la température de l'air comprise dans le carter, l'estimation des variables d'état étant réalisée en intégrant la somme du produit d'une matrice d'évolution par un vecteur d'état comportant les valeurs des variables d'état estimées précédemment et du produit d'une matrice d'excitation par un vecteur d'excitation comportant io les valeurs des variables d'excitation collectées lors de la première étape. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le procédé comporte une étape de coupure qui est déclenchée lorsque le calculateur est désactivé, et au cours de 15 laquelle les dernières valeurs estimées du vecteur d'état et les dernières valeurs collectées du vecteur d'excitation sont mémorisées par le calculateur avant sa désactivation complète ; - le procédé comporte une étape d'initialisation qui est déclenchée lors de la réactivation du calculateur et qui comporte 20 une première phase de comparaison d'une température de référence du vecteur d'excitation avec la température ambiante du véhicule, et, lorsque lesdites températures mesurées sont égales, les températures du vecteur d'état et du vecteur d'excitation étant toutes initialisées à la valeur de la température ambiante 25 mesurée ; - le procédé comporte une étape d'initialisation qui est déclenchée lors de la réactivation du calculateur et qui comporte une première phase de comparaison d'une température de référence du vecteur d'excitation avec la température ambiante 30 mesurée du véhicule, une deuxième phase de détermination de la durée de coupure du calculateur étant enclenchée lorsque la température de référence est supérieure à la température ambiante mesurée, et au cours de laquelle la durée de coupure entre la désactivation et la réactivation du calculateur est estimée par le calculateur en comparant la température de référence avec la valeur finale de ladite température de référence mémorisée avant la désactivation du calculateur, la durée de coupure étant déduite d'une cartographie qui est représentative de la vitesse de refroidissement de ladite variable d'excitation ; - lors de l'étape d'initialisation, une troisième phase de détermination des températures d'initialisation du vecteur d'état lors de la réactivation est déclenchée à l'issue de la phase de io détermination de la durée de coupure, au cours de laquelle les valeurs successives des variables d'état pendant la durée de coupure sont recalculées pas à pas en itérant autant que nécessaire les calculs de simulation de la troisième étape d'estimation à partir des valeurs finales mémorisées des variables 15 d'état jusqu'à obtenir les valeurs les températures d'initialisation du vecteur d'état ; - lors de la troisième phase de détermination, pour chaque itération du calcul de simulation, la valeur de chaque température des variables d'excitation est renouvelée suivant une cartographie 20 préenregistrée dans le calculateur à partir de la dernière valeur enregistrée de ladite température et de la durée de coupure du calculateur ; - au cours de la troisième phase, la puissance thermique dissipée par frottement est fixée comme nulle durant les itérations 25 du calcul de simulation ; - la température de référence est formée par la température du moteur ; - le dispositif d'embrayage est un double embrayage qui comporte trois plateaux de pression et deux disques de friction 30 susceptibles d'être serrés indépendamment l'un de l'autre entre les plateaux pour entraîner en rotation chacun un arbre associé d'entrée de la boîte de vitesses.

L'invention concerne aussi un dispositif d'embrayage comportant un calculateur numérique mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alertes et/ou des moyens de sécurité qui sont déclenchés lorsqu'une ou plusieurs températures des variables d'état sont supérieures à un seuil prédéterminé. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la to compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique qui représente un groupe motopropulseur équipé d'un moteur, d'une boîte de vitesses à deux arbres d'entrée, et un double embrayage à 15 friction ; - la figure 2 est un schéma-bloc qui représente le procédé d'estimation en temps réel des températures des éléments du double embrayage réalisé selon les enseignements de l'invention ; 20 - la figure 3 est une courbe qui représente la baisse de température du moteur du véhicule en fonction du temps après son extinction. Dans la suite de la description, des éléments ayant des fonctions identiques, analogues ou similaires seront désignés par 25 des mêmes numéros de référence. On a représenté de manière schématique à la figure 1 un groupe motopropulseur 10 de véhicule automobile qui est enfermé dans un compartiment moteur 12. Le groupe motopropulseur 10 comporte principalement un 30 moteur 14, un dispositif d'embrayage 16 et une boîte de vitesses 18. Le moteur 14 est ici un moteur thermique, mais il peut aussi s'agir d'un moteur électrique ou d'un moteur hybride. Le

6 moteur 14 comporte un arbre moteur 15 tournant qui est destiné à tourner à une vitesse de rotation, indiquée par la référence "Wm" par la suite, en transmettant un couple moteur "Tm". Le dispositif d'embrayage 16 est ici un double embrayage à commande automatisée comportant un premier ensemble d'embrayage 17 et un deuxième ensemble d'embrayage 19 qui seront par la suite désignés premier embrayage 17 et deuxième embrayage 19. Il comporte un premier plateau de pression 20 qui est io solidaire en rotation de l'arbre moteur 15, un deuxième plateau de pression 24 qui est solidaire en rotation de l'arbre moteur 15, et un troisième plateau de pression 28 qui est aussi solidaire en rotation de l'arbre moteur 15. Le troisième plateau de pression 28 est interposé 15 axialement entre le premier plateau de pression 20 et le deuxième plateau de pression 24. Comme représenté à la figure 1, tous les plateaux de pression 20, 24, 28 sont montés à rotation autour d'un même axe correspondant à l'axe de rotation de l'arbre moteur 15. 20 Un premier disque de friction 29 et un deuxième disque de friction 31 sont interposés respectivement entre le premier et le troisième plateaux de pression 20, 28 et entre le deuxième et le troisième plateaux de pression 24, 28. Le premier disque de friction 29 est monté solidaire en rotation d'un premier arbre 25 d'entrée 22 de la boîte de vitesses 18, et le deuxième disque de friction 31 est monté solidaire en rotation d'un deuxième arbre d'entrée 26 de la boîte de vitesses 18. Ainsi, le premier embrayage 17 est formé par le premier plateau de pression 20, le troisième plateau de pression 28 et le 30 premier disque de friction 29, tandis que le deuxième embrayage 19 est formé par le deuxième plateau de pression 24, le troisième plateau de pression 28 et le deuxième disque de friction 31.

7 Les éléments du dispositif d'embrayage 16, notamment les plateaux de pression 20, 24, 28, sont enfermés dans un carter 30 qui est fermé par une paroi du moteur 14. Chaque embrayage 17, 19 est susceptible d'occuper un état embrayé ou un état débrayé. Ces états sont détaillés par la suite en référence au premier embrayage 17, cette description étant bien entendu applicable au deuxième embrayage 19. Par la suite, les couples et les puissances associés au premier embrayage 17, respectivement au deuxième embrayage io 19, seront suivis de l'indice "a", respectivement "b". Dans l'état embrayé, le disque de friction 29 est serré entre les deux plateaux de pression 20, 28 associés pour accoupler l'arbre moteur 15 avec l'arbre d'entrée 22 associé. Ainsi, le premier embrayage 17 transmet depuis l'arbre moteur 15 15 jusqu'à l'arbre d'entrée 22 associé un couple qui sera par la suite appelé couple transmis "Tca". L'état embrayé peut être réalisé sans glissement, c'est-à-dire que l'arbre moteur 15 tourne à la même vitesse que l'arbre d'entrée 22 associé. Dans ce cas, aucune puissance 20 thermique n'est dissipée par frottement entre le disque de friction 29 et les plateaux de pression 20, 28 associés. L'état embrayé peut aussi être réalisé avec glissement, c'est-à-dire que l'un des arbres moteur 15 ou d'entrée 22 tourne plus vite que l'autre. Le couple transmis par l'embrayage est en 25 effet limité à une valeur haute appelée couple transmissible qui dépend notamment de la force de serrage des plateaux de pression 20, 28 l'un contre l'autre. Dans ce cas, une puissance thermique "Pa" est dissipée par frottement entre le disque de friction 29 et les plateaux de pression 20, 28 associés. 30 Le point de léchage, c'est-à-dire lorsque le disque de friction 29 frotte contre les plateaux de pression 20, 28 associés mais sans qu'un couple ne soit transmis, est considéré comme un cas particulier de l'état embrayé avec glissement.

Dans l'état débrayé, les plateaux de pression 20, 28 sont écartés axialement de manière à ne pas toucher le disque de friction 29 associé. En l'absence de contact, la puissance thermique "Pa" dissipée par frottement par le premier embrayage 17 est nulle. La boîte de vitesses 18 est agencée au contact du carter 30 de manière que des échanges de chaleur sont possibles, notamment par conduction, entre la boîte de vitesses 18 et le dispositif d'embrayage 16. Les deux arbres d'entrée 22, 26 sont to agencés de manière concentrique et ils sont coaxiaux à l'arbre moteur 15. Les flux de chaleur échangés en interne entre les éléments du dispositif d'embrayage 16 et en externe avec le moteur 14 et la boîte de vitesses 18 sont indiqués par des flèches à la figure 1. is Les flèches à sens unique "Pa" et "Pb" représentent respectivement la puissance fournie par l'environnement extérieur à chaque embrayage 17, 19, c'est-à-dire par le frottement entre chaque disque de friction 29, 31 et les plateaux de pression associés 20, 24, 28. 20 La puissance thermique, par exemple "Pa" pour le premier embrayage 17, dissipée par frottement est ici égale au produit entre le couple transmis "Tca" par le premier embrayage 17 et la vitesse de glissement cor du premier embrayage 17. La vitesse de glissement cor est définie comme la différence entre la vitesse de 25 rotation de l'arbre moteur 15 "wm" et la vitesse de rotation "wa" du premier arbre d'entrée 22 associé. La puissance thermique "Pb" dissipée par le deuxième embrayage 19 est obtenue par un calcul similaire faisant intervenir le deuxième arbre d'entrée 26 au lieu du premier. 30 Les flèches à double sens représentent les échanges thermiques par rayonnement et/ou par convection et/ou par conduction entre deux éléments voisins. Chaque flèche est indiquée par la référence "R" qui représente la résistance thermique entre les deux éléments à laquelle sont associés deux indices pour indiquer les éléments qui s'y rapportent. Ainsi, on utilisera les notations suivantes : 'I Rc,," représente la résistance thermique entre l'air contenu dans le carter 30 et le moteur 14, - "Rcg" représente la résistance thermique entre l'air contenu dans le carter 30 et la boîte de vitesses 18, "Rcext" représente la résistance thermique entre l'air contenu dans le carter 30 et l'air environnant contenu dans le to compartiment moteur 12, "Rc1" représente la résistance thermique entre l'air contenu dans le carter 30 et le premier plateau de pression 20, - "Rc2" représente la résistance thermique entre l'air contenu dans le carter 30 et le deuxième plateau de pression 24, 15 - "Rc3" représente la résistance thermique entre l'air contenu dans le carter 30 et le troisième plateau de pression 28, - "R12" représente la résistance thermique entre le premier plateau de pression 20 et le deuxième plateau de pression 24, - "R13" représente la résistance thermique entre le premier 20 plateau de pression 20 et le troisième plateau de pression 28, - "R23" représente la résistance thermique entre le deuxième plateau de pression 24 et le troisième plateau de pression 28. Les différents éléments sont considérés comme étant des 25 milieux homogènes et isotropes pour lesquels la résistance à la chaleur "R" est la même dans les deux sens d'échange. Pour la suite de la description, la capacité calorifique du premier plateau de pression 20 sera notée "Cl", celle du deuxième plateau de pression 24 sera notée "C2" et celle du 30 troisième plateau de pression 28 sera notée "C3". La capacité calorifique de l'air contenu dans le carter 30 du dispositif d'embrayage 16 sera notée "Cc". l0 Selon le premier principe de la thermodynamique de la conservation de l'énergie, la puissance thermique "Pa, Pb" apportée à un plateau de pression, par exemple le premier plateau pression 20, est égale à la puissance thermique emmagasinée par ledit plateau de pression 20 moins la quantité de chaleur échangée avec les éléments voisins, par exemple le carter 30, comme indiqué dans l'équation "EQ1" suivante : (E Q 1) : 2 =C" • 8, ù (B R 0 et

dans laquelle 81 est la température du premier plateau de to pression 20 ,

8, est la température de l'air contenu dans le carter 30 ; Ô, est la dérivée par rapport au temps de la température du premier plateau de pression 20.

On considère dans ce modèle que la puissance thermique

15 "Pa" est répartie équitablement entre les deux plateaux de pression 20, 28 du premier embrayage 17. Ainsi, la puissance thermique transmise au premier plateau de pression 20 est considérée comme étant la moitié de la puissance thermique "Pa" fournie au premier embrayage 17. 20 Le terme C, •Ô, représente la part de puissance thermique emmagasinée par le premier plateau de pression 20 provoquant son échauffement.

Le terme -(e` ùe') est la part de puissance restituée à l'air Re, contenu dans le carter 30 sous forme de chaleur.

25 Si on applique la relation précédente au cas du double embrayage de la figure 1, on obtient un système d'équations différentielles formant une équation d'état qui peut être formulée sous la forme matricielle suivante : +[B} 6, d 0, dt 0, e, 11 dans laquelle -1' 1 I 1` 1 I 1 C R,, Rä , C,R1, C,R13 C,R1. 1 -1' 1 1 1` 1 1 C,R21 C, \R,,. R,1 R231 C2R23 C,R,, 1 1 1 1 1 1 1 ++ C,R11 C;R3, C3 R3, Rä R32 C,R,, 1 1 1 --1 1 1 1 1 1 1 C,R,, C,R,2 C ,R,2 C, R, R,, R,; R,,,,1 et o o o o 2C, 1 1 o o o [B]_ 2C2 2C2 1 o o o o 2C, o 0 1 1 1 R,ä R,gb R,,,, En abrégé, cette équation d'état à temps continu peut s'écrire de manière simplifiée de la façon suivante : 1-1= [A ]. {e}+[B]• {U} Io - dans laquelle {0} est un vecteur d'état thermique du dispositif d'embrayage 16 dans lequel sont stockées les températures 01, 02, 03 des plateaux de pression, et la température 0b de l'air contenu dans le carter 30 ; - dans laquelle {U} est un vecteur d'excitation dans lequel is sont stockées les influences extérieures au dispositif d'embrayage 16 telles que les puissances thermiques dissipées "Pa" et "Pb" et les températures du moteur "0R,", de la boîte de vitesses "0g" et de l'air environnant "Oext" contenu dans le compartiment moteur 12 ; - dans laquelle [A] est une matrice dite d'évolution du 20 système d'états ; [A1= - et dans laquelle [B] est une matrice d'excitation ou de commande du système d'états. Cette équation d'état permet de simuler l'évolution des températures, c'est-à-dire du vecteur d'état, du dispositif 5 d'embrayage 16. Le modèle thermique présenté est ainsi formulé mathématiquement sous la forme d'une équation d'état à temps continu dans laquelle la dérivée par rapport au temps du vecteur d'état {dO/dt} est obtenue en fonction du vecteur d'état {0} et du 10 vecteur d'excitation {U}. Les variables contenues dans le vecteur d'excitation {U} sont des mesures instantanées ou des estimations obtenues à partir de mesures instantanées qui permettent l'estimation du vecteur d'état {0} à chaque instant "t". 15 Le vecteur d'excitation {U} est déduit soit directement à partir des mesures des diverses puissances et températures, soit de leur estimation. Par exemple la puissance instantanée "Pa, Pb" dissipée dans un embrayage 17, 19 peut être déduite de la vitesse de glissement instantanée "Wr" de l'embrayage, 17, 19 20 mesurée par des capteurs sur le moteur 14 et l'arbre d'entrée 22, 26 associé, multiplié par le couple transmis "Tca, Tcb" de l'embrayage 17, 19. Le couple transmis "Tca, Tcb" de l'embrayage 17, 19 qui peut être estimé par un observateur d'état dynamique (non 25 représenté) de la chaîne de transmission du véhicule automobile. Certaines ou toutes les températures du vecteur d'excitation {U}, c'est-à-dire les températures environnante "Oext", du moteur "0m" et/ou de la boite de vitesses "09", peuvent être directement mesurées par des capteurs adaptés agencés dans le 30 groupe motopropulseur 10 de manière adéquate. Au moins une température du vecteur d'excitation {U} peut aussi être estimée à partir d'autres grandeurs physiques et de la

13 connaissance de la relation de ces grandeurs physiques avec ladite température. Les matrices d'évolution [A] et d'excitation [B] sont des matrices dont les termes décrivent la nature des échanges thermiques entre les éléments. Les termes dépendent des caractéristiques thermiques des différents éléments tels que les capacités calorifiques et les résistances thermiques. Les termes des matrices [A] et/ou [B] peuvent aussi être variables en fonction de paramètres estimés ou mesurés décrivant l'état de fonctionnement du véhicule, tels que la vitesse de rotation "wm" du moteur 14, le rapport de transmission engagé dans la boîte de vitesses 18, la vitesse véhicule, la température ambiante "Oamb" à l'extérieur du compartiment moteur 12, voire même des valeurs du vecteur d'état {0} lui-même.

Le véhicule automobile comporte un calculateur numérique (non représenté) qui est destiné à mettre en oeuvre un procédé utilisant ce modèle mathématique pour permettre de connaître à tout moment les valeurs du vecteur d'état {0} afin d'éviter que le dispositif d'embrayage 16 ne soit endommagé par surchauffe.

Pour pouvoir utiliser ce modèle dans un calculateur numérique, l'équation d'état précédente est discrétisé pour passer d'une équation d'état à temps continu à une équation d'état à temps échantillonné. II existe plusieurs méthodes de discrétisation dont les plus connues sont Euler explicite et Tustin.

La transformée d'Euler explicite conduit à poser : 0n+1 ù en T T étant la période d'échantillonnage utilisée pour réaliser l'intégration de l'équation d'état dans le calculateur numérique. Elle correspond à la fréquence de rafraîchissement des informations du vecteur d'excitation {U} et par conséquent à la fréquence de rafraîchissement des informations du vecteur d'état {0}.

Pour la suite de la description, on notera {6}t le vecteur d'état estimé au temps "t". Le calculateur numérique mettant en oeuvre ces équations d'état à temps échantillonné est donc capable de prédire les températures dans le dispositif d'embrayage 16 à l'instant suivant "t+ 1 Le procédé mis en oeuvre par le calculateur numérique est représenté à la figure 2. Ainsi, le calculateur est susceptible de mettre en oeuvre à Io chaque itération une première étape "El" de collecte de valeurs de variables d'excitation thermique du vecteur d'excitation {U}, telles que les températures du moteur "°m", de la boîte de vitesses "°g" et de l'air environnant "eext" à l'intérieur du carter 30 du dispositif d'embrayage 16, ainsi que les vitesses de rotation 15 "wm, wa, wb" de l'arbre moteur 15 et des arbres d'entrée 22, 26, et les couples transmis "Tca, Tcb" par chaque embrayage 17, 19 du dispositif d'embrayage 16. Puis, lors d'une deuxième étape "E2", les puissances thermiques "Pa, Pb" dissipées par frottement par chacun des 20 embrayage 17, 19 sont calculées à partir de la différence de vitesses de rotation entre l'arbre moteur 15 "tom" et de chaque arbre d'entrée "wa, wb" correspondant ainsi que des couples transmis "Tca, Tcb". Ensuite, lors d'une troisième étape "E3" d'estimation de 25 variables d'état thermique du vecteur d'état {Olt du dispositif d'embrayage 16, l'estimation des variables d'état pour le temps actuel "t" est réalisée en intégrant, au moyen d'un intégrateur, la somme du produit de la matrice d'évolution [A] par le vecteur d'état {A}t_t comportant les valeurs des variables d'état estimées 30 au temps précédent "t-1" et du produit de la matrice de commande [B] par le vecteur {U}t d'excitation comportant les valeurs des variables d'excitation à l'instant "t" collectées lors de la première étape "El". Ces opérations de calcul seront par la suite appelées "calcul de simulation". Ensuite, lors d'une quatrième étape "E4", le calculateur numérique compare les températures du vecteur d'état {8}t+, obtenu pour l'instant "t+1" avec des seuils associés prédéterminés {0seuii}. Si au moins une de la température est détectée comme dépassant le seuil, des moyens d'action 32 (moyens d'alertes et/ou moyens de sécurité) sont déclenchés pour prévenir le conducteur de la surchauffe du dispositif d'embrayage 16. Si les températures du vecteur d'état {6}t+1 sont toutes inférieures aux températures de seuil {8seuil}, le procédé est réitéré depuis la première étape "El". On a constaté que l'estimation des température du vecteur d'état {8}t au temps "t" ne sont représentatives des températures réelles qu'à condition que les températures du vecteur d'état {8}t_, calculé au temps "t-1" soient elles-mêmes proches des températures réelles. En d'autres termes, la justesse du modèle et sa rapidité de convergence dépendent de la qualité de l'estimation des températures initiales {8}; lors de la réactivation du calculateur, qu'on appellera par la suite le temps "t;", par exemple lors de la remise en route du moteur. Si les températures du vecteur d'état initial {8};, c'est-à-dire lors de la réactivation du calculateur, sont trop éloignées des températures réelles, les estimations du vecteur d'état {8};+n obtenues lors des itérations suivantes risquent aussi d'être très différentes des températures réelles. Ces écarts entre les températures estimées et les températures réelles peuvent soit conduire à un problème d'endommagement de l'embrayage si les températures sont sous estimées par le calculateur numérique, soit une alarme

16 intempestive dans le cas ou elles sont surestimées par le calculateur numérique. Le procédé selon l'invention comporte donc une étape de coupure "Ef" qui est déclenchée lorsque le calculateur est désactivé. Par la suite le moment de la désactivation sera désigné par le temps "tf". Au cours de cette étape "Ef", les dernières valeurs estimées du vecteur d'état {e}f et les dernières valeurs collectées du vecteur d'excitation {U}f sont mémorisées par le calculateur avant sa désactivation complète. Les vecteurs mémorisés seront appelés par la suite vecteur d'état final {8}f et vecteur d'excitation final {U}f. Par la suite, les valeurs d'un paramètre mémorisées lors de l'étape de coupure "Ef" seront suivies de l'indice "f" tandis que les valeurs initiales du paramètre prise lors de la réactivation du calculateur pour initialiser le procédé seront suivies de l'indice "i". Lors de la réactivation du calculateur, une étape préalable "Ei" d'initialisation du procédé d'estimation est déclenchée. Cette étape "Ei" comporte une première phase "P1" de comparaison d'une température "8r;" du vecteur d'excitation {U} mesurée lors de la réactivation avec la température ambiante "8amb" mesurée à l'extérieur du compartiment moteur 12 du véhicule lors de ladite réactivation. La température "8r;" du vecteur d'excitation mesurée lors de la réactivation sera par la suite appelée température de référence "en ", il s'agit par exemple de la température du moteur "8m", de la température environnante "eexf" ou de la température de la boîte de vitesses "89". Lorsque la température de référence "8h" est égale à la température mesurée ambiante "8amb", on considère que le moteur 14 est éteint depuis suffisamment longtemps pour que tous les éléments du groupe motopropulseur 10 soient refroidis à la même température que la température ambiante "Oamb". Les 17 températures du vecteur d'état initial {6}; et du vecteur d'excitation initial {U}; sont toutes initialisées par le calculateur à la valeur de la température ambiante mesurée. Les puissances dissipées initiales "Pa "et "Pb" du vecteur 5 d'excitation initial {U}; sont nulles, car au démarrage, il n'y a pas de frottement. Par contre, lorsque le moteur 14 est encore chaud, c'est-à-dire lorsque la température initiale de référence "6r;" est supérieure à la température ambiante mesurée "6amb", par io exemple si les embrayages 17, 19 ont été fortement sollicités juste avant l'arrêt du moteur 14, la coupure du calculateur rend impossible l'estimation des températures des plateaux de pression 20, 24, 28 du fait de l'absence d'information sur la durée "D" de cette coupure. is Le vecteur d'excitation {U} et le vecteur d'état réel {0} ont alors évolués depuis leurs valeurs finales {U}f, {O}f. On a alors besoin d'estimer la valeur initiale du vecteur d'état {0}; à l'instant "t;" suivant le remise du contact. Pour ce faire nous avons besoin de connaître la durée "D" 20 de la coupure du calculateur ainsi que l'évolution du vecteur d'excitation {U} pendant la coupure entre les temps "tf" et "t;". Une deuxième phase "P2" de détermination de la durée de coupure "D" du calculateur est alors enclenchée lorsque la température de référence "en" du moteur 14 est supérieure à la 25 température ambiante mesurée "6amb". La durée de coupure "D" entre la désactivation et la réactivation du calculateur est alors estimée par le calculateur en comparant la température initiale mesurée "6r;" du moteur 14 avec la température finale "6rf" du moteur 14 mémorisée avant la désactivation du calculateur lors 30 de l'étape de coupure "Ef". La durée de coupure "D" est alors déduite d'une cartographie, telle que représentée à la figure 3, qui est

18 représentative de la vitesse de refroidissement de ladite variable d'excitation, qui est ici la température du moteur "8m". Dans ce procédé, on considère que la température ambiante "eamb" varie très lentement de manière que le refroidissement du moteur 14 sur la cartographie est considéré à température ambiante "8amb" constante. Ainsi, en pointant sur la carte l'écart entre la température finale "8rf" mémorisée à la coupure du calculateur et la température initiale "8r;", mesurée ou déterminée par d'autres lo moyens, à la réactivation, on peut alors facilement déterminer la durée de coupure "D" du calculateur. Une troisième phase "P3" de détermination du vecteur d'état {8}; est déclenchée à l'issue de la phase "P2" de détermination de la durée de coupure "D". 15 Au cours de cette phase "P3", l'évolution des températures du vecteur d'état {8} pendant la coupure est simulée en accéléré. Ainsi, les valeurs successives de chaque température des variables d'état sont recalculées pas à pas depuis les valeurs finales mémorisée des variables d'état {8}f pendant toute la durée 20 de coupure "D" en itérant autant que nécessaire les calculs de simulation de la troisième étape d'estimation "E3" pour parvenir à une estimation du vecteur d'état d'initialisation {8};. Le vecteur d'excitation {U} est renouvelé à chaque itération du calcul de simulation. 25 Il ne peut y avoir dissipation quand le véhicule est à l'arrêt avec le contact coupé. Les puissances dissipées "Pa" et "Pb" sont donc nulles durant toute la durée de la coupure "D". Au cours de cette troisième étape "P3", la valeur à chaque itération de chaque température du vecteur d'excitation {U} est 30 déduite d'une cartographie préenregistrée, similaire à celle représentée à la figure 3, dans le calculateur à partir de la dernière valeur enregistrée {U}f de ladite température et de la durée de coupure "D" du calculateur. Ainsi, à l'instant "tx" compris entre l'instant de désactivation "tf" et l'instant de réactivation "t;", la valeur correspondante de la température est simplement lue sur la cartographie, comme illustré à la figure 3. Les cartographies sont réalisées à partir de lois de refroidissement connues en fonction du temps et en fonction de grandeurs ayant une variation temporelle lente telle que la température ambiante "eamb" au véhicule. La loi d'évolution du vecteur d'excitation {U} pendant la coupure, c'est-à-dire la valeur de chaque variable du vecteur {U} pour chaque instant "t" compris entre la désactivation "tf" et la réactivation "t;" du calculateur, et la durée de la coupure "D" sont alors connues. Ainsi, le calculateur part du vecteur d'état final {6}f mémorisé en effectuant le calcul de simulation, c'est-à-dire en multipliant par la matrice d'évolution [A], puis, en additionnant le produit de la matrice d'excitation [B] par le vecteur d'excitation {U}f afin de trouver, par intégration, le vecteur d'état {A}f+, à l'instant "tf+l". Ce calcul de simulation est ensuite réitéré autant de fois que nécessaire. Cependant, le vecteur d'excitation {U} est renouvelé à chaque itération du calcul de simulation à partir des cartographies comme expliqué. Le procédé est réitéré jusqu'à trouver le vecteur d'état initial {6}; qui n'est autre que le vecteur d'état à l'instant "tf+D".

Ainsi, le calculateur simule, lors de sa réactivation, le comportement thermique du dispositif d'embrayage 16 pendant la coupure pour retrouver des valeurs du vecteur d'état initial {O}; qui soient proches de la réalité. Le calculateur est ainsi capable de résoudre le système donné par l'équation d'état afin de calculer à partir du vecteur d'excitation final enregistré à la coupure ainsi que du vecteur d'état final, des lois d'évolution du vecteur d'état et de la durée de coupure "D" quelle est la valeur du vecteur d'état que l'on aurait obtenu si le calculateur n'avait pas coupé pendant la durée de coupure. Cette valeur du vecteur d'état est alors utilisée comme valeur initiale pour le redémarrage du modèle à la remise du contact.

Une fois cette troisième phase "P3" terminée, la première étape "El" du procédé est enclenchée pendant la durée d'utilisation du véhicule. On pourra limiter ce calcul à une durée très supérieure aux constantes de temps thermiques des composants de l'embrayage, io par exemple 2 heures, temps au-delà duquel les températures des composants du système pourront être prises égales à la température du moteur. La surveillance des températures du dispositif d'embrayage en temps réel pendant le fonctionnement du véhicule permet is d'avertir le conducteur de risque de surchauffe et/ou de prendre ou de faire prendre à des moyens de sécurité adéquats du véhicule des mesures de protection. L'étape d'initialisation "Ei" permet d'améliorer grandement la précision du modèle et sa vitesse de convergence, en 20 particulier au moment du démarrage du moteur si ce dernier, ainsi que le dispositif d'embrayage ne sont pas froids. L'invention a été décrite en application à un double embrayage 17, 19. On comprendra qu'elle applicable à d'autres types de dispositif d'embrayage, et notamment à des dispositifs 25 d'embrayage simples ne comportant qu'un unique embrayage.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé d'estimation en temps réel de la température ({8}) des éléments d'un dispositif d'embrayage à friction (16) de véhicule automobile qui est destiné à être mis en oeuvre par un calculateur numérique, le dispositif d'embrayage (16) étant susceptible d'accoupler un arbre moteur (15) et au moins un arbre d'entrée (22, 26) de boîte de vitesses (18), le dispositif d'embrayage (16) comportant : - au moins deux plateaux de pression (20, 24, 28) destinés 10 à serrer au moins un disque de friction (29, 31) entraîné en rotation par l'arbre moteur (15) ; - un carter (30) qui renferme les plateaux de pression (20, 24, 28) ; caractérisé en ce qu'il comporte : 15 - une première étape (El) de collecte de valeurs de variables d'excitation thermique ({U}), telles que les températures du moteur (0m), de la boîte de vitesses (0g), et de l'air (0ext) environnant le carter (30), ainsi que les vitesses de rotation (wm, wa, wb) de l'arbre moteur (15) et de l'arbre de boîte (22, 26), et le 20 couple (Tca, Tcb) transmis par le dispositif d'embrayage ; - une deuxième étape (E2) de calcul de la puissance thermique (Pa, Pb) dissipée par frottement à partir de la différence de vitesses de rotation de l'arbre moteur (w, wb) et de l'arbre de boîte (wm) ainsi que du couple transmis (Tca, Tcb) ; 25 - une troisième étape (E3) d'estimation de variables d'état thermique ({8}) du dispositif d'embrayage (16) telles que les températures du premier plateau de pression (e,) et du deuxième plateau de pression (e2), la température du troisième plateau de pression (83), la température de l'air (8b) comprise dans le carter 30 (30), l'estimation des variables d'état ({8}t) étant réalisée en intégrant la somme du produit d'une matrice d'évolution ([A]) par un vecteur d'état ({8}t_,) comportant les valeurs des variables d'état estimées précédemment et du produit d'une matriced'excitation ([B]) par un vecteur d'excitation ({U}) comportant les valeurs des variables d'excitation collectées lors de la première étape (El).
2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de coupure (Ef) qui est déclenchée lorsque le calculateur est désactivé, et au cours de laquelle les dernières valeurs estimées du vecteur d'état ({e}f) et les dernières valeurs collectées du vecteur d'excitation ({U}f) sont mémorisées par le calculateur avant sa désactivation complète. io
3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape (Ei) d'initialisation qui est déclenchée lors de la réactivation du calculateur et qui comporte une première phase de comparaison d'une température de référence (6r;) du vecteur d'excitation ({U};) avec la température is ambiante mesurée (eamb) du véhicule, et en ce que, lorsque lesdites températures (6r;, 6amb) sont égales, les températures du vecteur d'état ({6}) et du vecteur d'excitation ({U}) sont toutes initialisées à la valeur de la température ambiante mesurée (6amb)• 20
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une étape (Ei) d'initialisation qui est déclenchée lors de la réactivation du calculateur et qui comporte une première phase de comparaison d'une température de référence (er;) du vecteur d'excitation ({U};) avec la température ambiante mesurée (eamb) 25 du véhicule, et en ce qu'une deuxième phase (P2) de détermination de la durée de coupure (D) du calculateur est enclenchée lorsque la température de référence (6r;) est supérieure à la température ambiante mesurée (6amb), et au cours de laquelle la durée de coupure (D) entre la désactivation (tf) et la 30 réactivation (t;) du calculateur est estimée par le calculateur en comparant la température de référence (6r;) avec la valeur finale de ladite température de référence (6rf) mémorisée avant la désactivation du calculateur, la durée de coupure (D) étantdéduite d'une cartographie qui est représentative de la vitesse de refroidissement de ladite variable d'excitation (er).
5. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lors de l'étape d'initialisation (Ei), une troisième phase (P3) de détermination des températures d'initialisation du vecteur d'état ({6};) lors de la réactivation est déclenchée à l'issue de la phase de détermination de la durée de coupure (P2), au cours de laquelle les valeurs successives des variables d'état ({A}) pendant la durée de coupure (D) sont recalculées pas à pas en itérant io autant que nécessaire les calculs de simulation de la troisième étape d'estimation (E3) à partir des valeurs finales mémorisées des variables d'état ({O}f) jusqu'à obtenir les valeurs des températures d'initialisation du vecteur d'état ({6};).
6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé 15 en ce que lors de la troisième phase (P3) de détermination, pour chaque itération du calcul de simulation, la valeur de chaque température des variables d'excitation ({U}) est renouvelée suivant une cartographie préenregistrée dans le calculateur à partir de la dernière valeur enregistrée de ladite température 20 ({U}f) et de la durée de coupure (D) du calculateur.
7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au cours de la troisième phase (P3), la puissance thermique (Pa, Pb) dissipée par frottement est fixée comme nulle durant les itérations du calcul de simulation. 25
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la température de référence (er).est formée par la température du moteur (en,).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif d'embrayage (16) 30 est un double embrayage (17, 19) qui comporte trois plateaux de pression (20, 24, 28) et deux disques de friction (29, 31) susceptibles d'être serrés indépendamment l'un de l'autre entreles plateaux pour entraîner en rotation chacun un arbre associé d'entrée (22, 26) de la boîte de vitesses (18).
10. Dispositif de commande d'un dispositif d'embrayage comportant un calculateur numérique mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alertes et/ou des moyens de sécurité (32) qui sont déclenchés lorsqu'une ou plusieurs températures des variables d'état ({8}) sont supérieures à un seuil prédéterminé ({OseUii}). io