FR3060696B1 - Procede et dispositif d'activation d'un systeme de couplage d'une transmission de vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

Procédé d'activation d'un module d'actionnement d'au moins un système de couplage d'une transmission de véhicule automobile, dans lequel : - on mesure le différentiel de régime (Rmes) entre deux arbres à coupler, - on détermine au moins une estimation (Rest(t+k)) du différentiel de régime sur au moins une durée (k) de prédiction de l'estimation du différentiel de régime en fonction de la valeur mesurée du différentiel de régime et d'une valeur dérivée (DRmes) par un filtre à réponse impulsionnelle finie, - on compare au moins la valeur estimée (Rest(t+k)) du différentiel de régime avec une première zone de convergence (Z1), et - on active le module d'actionnement si la valeur estimée (Rest(t+k)) du différentiel de régime est dans la première zone de convergence.

Description

Procédé et dispositif d’activation d’un système de couplage d’unetransmission de véhicule automobile
La présente invention concerne l’activation des systèmes decouplage, notamment dans une transmission de véhicule automobile.
Plus particulièrement, l’invention concerne de préférence lestransmissions de véhicules à propulsion hybride comprenant, d’unepart, un moteur thermique d’entrainement et, d’autre part, une machineélectrique. L’intérêt des transmissions hybrides est de fournir deuxsources d’énergies, thermique et électrique, à la chaîne cinématiqued’entrainement du véhicule. Les apports de couple de ces deuxénergies peuvent se cumuler dans un mode dit « hybride ».
De telles transmissions comprennent des systèmes de couplage,par exemple des crabots, ou tout type de coupleur progressif ou nonpermettant l’engagement de différents rapports de réduction de latransmission.
Toutefois, de tels systèmes de couplage ne disposent pas dedispositif de synchronisation intégré.
Afin d’engager chacun des systèmes de couplage, il estnécessaire, dans un premier temps, de synchroniser les arbres de latransmission de manière à générer un différentiel de régime contrôlépermettant l’actionnement du système de couplage.
De nos jours, pour activer l’actionneur du système de couplaged’une transmission hybride permettant de déplacer le crabot dans lecas d’un système à crabots, le différentiel de régime doit être piloté àune valeur cible plus ou moins un seuil de tolérance pendant une duréeprédéterminée, par exemple de 100ms afin de s’assurer de la bonnerégulation de ce différentiel de régime.
Toutefois, la durée nécessaire avant d’activer l’actionneurengendre une augmentation du temps nécessaire au changement de rapport de réduction, ce qui impacte directement la qualité du passagedu rapport de réduction. L’objectif de l’invention est donc de pallier ces inconvénientset de réduire le temps de changement de rapport d’une transmission devéhicule automobile tout en garantissant sa robustesse.
Dans un mode de réalisation, l’invention concerne un procédéd’activation d’un module d’actionnement d’au moins un système decouplage d’une transmission de véhicule automobile comprenant aumoins deux arbres à coupler, dans lequel on mesure un différentiel derégime entre les deux arbres, on détermine au moins une estimation dudifférentiel de régime sur au moins une durée de prédiction del’estimation du différentiel de régime, on compare au moins la valeurprédite estimée du différentiel de régime avec une première zone deconvergence, et on active le module d’actionnement si la valeurestimée du régime du différentiel est dans la première zone deconvergence.
Par exemple, on détermine l’estimation du différentiel derégime sur au moins une durée de prédiction de l’estimation dudifférentiel de régime en fonction de la valeur mesurée du différentielde régime et d’une valeur dérivée par un filtre à réponseimpulsionnelle finie.
Avantageusement, on active le module d’actionnement lorsquela valeur estimée et la valeur mesurée du différentiel de régime sontdans leur zone de convergence respective.
La durée de prédiction est, par exemple, égale à 70ms.
Selon un autre mode de réalisation, on détermine une premièreestimation du différentiel de régime entre les deux arbres à coupler surune première durée de prédiction et une deuxième estimation dudifférentiel de régime sur une deuxième durée de prédiction, oncompare chaque valeur estimée avec sa zone de convergence, et onactive le module d’actionnement si chacune des valeurs estimées dudifférentiel de régime est dans sa zone de convergence.
La première durée de prédiction est, par exemple, égale à 70mset la deuxième durée de prédiction est, par exemple, égale à 30ms.
La zone de convergence peut être comprise entre -30 rpm(rotation par minute) et 30rpm autour d’une valeur cible dedifférentiel.
Selon un second aspect, l’invention concerne un dispositifd’activation d’un module d’actionnement d’au moins un système decouplage d’une transmission de véhicule automobile comprenant aumoins deux arbres à coupler. Ledit dispositif comprend un module decalcul d’une estimation du différentiel de régime entre les deux arbresà coupler, et un module de détermination de critères d’activation dumodule d’actionnement comprenant un module de comparaisonrespectivement de la valeur estimée du différentiel de régime avec unepremière zone de convergence et un module d’activation du moduled’actionnement.
Par exemple, le module calcul estime le différentiel de régimeentre les deux arbres à coupler en fonction de la valeur mesurée dudifférentiel de régime, d’au moins une durée de prédiction del’estimation du différentiel de régime.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne unetransmission de véhicule automobile à propulsion hybride comprenantune ligne primaire principale reliée à un moteur thermiqued’entrainement, une ligne primaire secondaire reliée à une machineélectrique et une ligne secondaire, ladite ligne primaire auxiliaireportant à rotation libre au moins deux pignons fous pouvant êtresélectivement liés à la ligne primaire auxiliaire par un premier systèmede couplage, ladite ligne primaire principale portant à rotation libre aumoins deux pignons fous pouvant être sélectivement liés à la ligneprimaire principale par un deuxième système de couplage, ladite lignesecondaire portant à rotation libre au moins deux pignons fous pouvantêtre sélectivement liés à la ligne secondaire par un troisième systèmede couplage et un pignon de descente vers un différentiel relié aux roues du véhicule, ladite transmission comprenant un moduled’actionnement des systèmes de couplage et un dispositif d’activationtel que décrit précédemment. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’inventionapparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquementà titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessinsannexés sur lesquels : - la figure 1 représente, très schématiquement, l’architectured’une transmission pour véhicule automobile à propulsion hybridecomportant un module d’actionnement d’un système de couplage et undispositif d’activation du module d’actionnement selon un mode deréalisation de l’invention ; et - la figure 2 représente un organigramme d’un procédéd’activation d’un module d’actionnement d’un système de couplageselon un mode de mise en œuvre de l’invention.
Telle qu’illustrée sur la figure 1, une transmission, référencée1 dans son ensemble, est destinée à être intégrée dans un véhiculeautomobile à propulsion hybride (non représenté) comprenant, d’unepart un moteur thermique d’entrainement 2 et d’autre part une machineélectrique 3.
Telle qu’illustrée, la transmission 1 comporte deux lignesprimaires parallèles 4, 5 d’axe respectivement d’axes Xi-Xi et X2-X2,nommés respectivement ligne primaire principale 4 et ligne primaireauxiliaire 5, et une ligne secondaire 6 d’axe X3. X3, parallèle auxlignes primaires 4, 5.
La ligne primaire principale 4 comprend un arbre primaireprincipal plein 4a, d’axe X1-X1, connecté directement parl’intermédiaire d’un système de filtration (non représenté), tel que parexemple un moyeu amortisseur, double volant ou tout autre moyenapproprié, au volant d’inertie d’un moteur thermique 2 et un arbreprimaire principal creux 4b coaxial avec l’arbre primaire principalplein 4a.
La ligne primaire auxiliaire 5 comprend un arbre primaireauxiliaire plein, d’axe X2-X2, relié au rotor de la machine électrique 3.La machine électrique peut être, par exemple une machine radiale, àaimant ou à bobine d’excitation, une machine synchrones, asynchrone,ou une machine à réluctance, quelle que soit leur topologie. Envariante, on pourrait prévoir que l’arbre de la ligne primaire auxiliairesoit creux et coaxial à l’arbre de la ligne primaire principale formantune ligne primaire unique et que le moteur thermique et la machineélectrique soient disposés d’un même côté de ladite ligne primaire.
Des engrenages sont agencés entre la ligne primaire 4 et leslignes secondaires 5, 6, de manière à transmettre le couple d’un moteurou des deux moteurs à un différentiel de pont 7 entraînant les roues(non représentées) du véhicule automobile.
Tel qu’illustré, et de manière nullement limitative, l’arbreprimaire auxiliaire 5 porte à rotation libre deux pignons fous 8a, 8bpouvant être sélectivement liés à l’arbre primaire auxiliaire 5 par unpremier système de couplage 9, tel que par exemple un crabot. L’arbre primaire principal creux 4b porte deux pignons fixes10a, 10b et l’arbre principal creux 4a porte à rotation libre deuxpignons fous lia, 11b pouvant être sélectivement liés à l’arbreprimaire principal plein 4a par un deuxième système de couplage 12,tel que par exemple un crabot. L’arbre secondaire 6 porte à rotation libre deux pignons fous13a, 13b pouvant être sélectivement liés à l’arbre secondaire 6 par untroisième système de couplage 14, tel que par exemple un crabot, deuxpignons fixes 15a, 15b et un pignon de descente 16 vers le différentiel7 relié aux roues (non représentées) du véhicule.
Le premier pignon fixe 10a de la ligne primaire principale 4engrène avec le pignon fou 13a de l’arbre secondaire 6 pour formerune première descente d’engrenage, correspondant à un premierrapport de réduction de la transmission 1, dit « rapport court ».
Le deuxième pignon fixe 10b de la ligne primaire principale 4engrène avec le pignon fou 13b de l’arbre secondaire 6 pour formerune deuxième descente d’engrenage, correspondant à un deuxièmerapport de réduction de la transmission 1, dit « rapport long ».
Le premier pignon fou lia de la ligne primaire principale 4engrène avec le pignon fixe 15a de l’arbre secondaire 6 pour formerune troisième descente d’engrenage, correspondant à un troisièmerapport de réduction de la transmission 1.
Le deuxième pignon fou 11b de la ligne primaire principale 4engrène avec le pignon fixe 15b de l’arbre secondaire 6 pour formerune quatrième descente d’engrenage, correspondant à un quatrièmerapport de réduction de la transmission 1. L’actionnement des pignons fous 8a, 8b de l’arbre primairesecondaire 5 relié au moteur électrique permet d’engrainerrespectivement avec le deuxième pignon fixe 10b et le deuxièmepignon fou 11b afin de cumuler les apports de couple du moteurthermique et de la machine électrique.
La transmission 1 comprend en outre un moduled’actionnement 18 des systèmes de couplage et un dispositifd’activation 20 du module d’actionnement 18.
Le dispositif d’activation 20 du module d’actionnement 18comprend un module 21 de calcul d’une estimation du différentiel derégime entre un pignon fou et l’arbre sur lequel il est posé et unmodule 22 de détermination de critères d’activation du moduled’actionnement.
Le module 21 de calcul d’une estimation du différentiel derégime comprend un module 23 de mesure la valeur du différentiel derégime Rmes et un module 24 de calcul de la dérivée DRmes en filtrant ledifférentiel de régime mesuré par un filtre à réponse impulsionnellefinie dont la fonction de transfert est déterminée selon l’équationsuivante :
(Eq.l)
Afin d’obtenir une marge de calibration permettant d’éliminerle bruit de mesure et assurant une bonne réactivité de l’estimation, oneffectue une moyenne pondérée sur les quatre dernières valeurs de ladérivée DRmes.
Le module 21 de calcul d’une estimation du différentiel derégime détermine une estimation Rest de la valeur du différentiel derégime selon l’équation suivante :
(Eq.2)
Le module 22 de détermination de critères d’activation dumodule d’actionnement comprend un module 25 de détermination d’unparamètre définissant un horizon de prédiction du différentiel derégime k. Par exemple, lorsque le temps de réponse du moduled’actionnement est de 70ms, on définit k=7 si la périoded’échantillonnage du calculateur est de 10ms, et un module 26 decalcul d’une estimation de la valeur du différentiel de régime pour kpas de calcul selon l’équation suivante :
(Eq.3)
Le module 22 de détermination de critères d’activation dumodule d’actionnement comprend en outre un module 27 decomparaison respectivement les valeurs du différentiel de régimemesurée et estimée avec une première zone de convergence, parexemple de +/-30 rpm et un module 28 d’activation du moduled’actionnement 18. Si la valeur du régime mesurée est dans la premièrezone de convergence et si la valeur du régime estimée est dans uneseconde zone de convergence (pouvant être égale à la première maispas nécessairement), on active le module d’actionnement.
Tel qu’illustré sur la figure 2, un organigramme illustre lesétapes d’un procédé 30 d’activation du module d’actionnement dessystèmes de couplage d’une transmission, telle que par exemple, latransmission de la figure 1.
Lors d’une première étape 31, on mesure le différentiel derégime Rmes· Lors d’une deuxième étape 32, on calcule la dérivée DRmesen filtrant le différentiel de régime mesuré par un filtre à réponseimpulsionnelle finie dont la fonction de transfert est déterminée selonl’équation suivante :
(Eq.l)
Afin d’obtenir une marge de calibration permettant d’éliminerle bruit de mesure et assurant une bonne réactivité de l’estimation, oneffectue une moyenne pondérée sur les quatre dernières valeurs de ladérivée DRmes.
Lors d’une troisième étape 33, on détermine une estimationRest du différentiel de régime selon l’équation suivante :
(Eq.2) A l’étape 34, on définit un paramètre définissant un horizon oudurée de prédiction du différentiel de régime k. Par exemple, lorsquele temps de réponse du module d’actionnement est de 70ms, on définitk=7. A l’étape 35, on calcule une estimation de la valeur dudifférentiel de régime pour k pas de calcul selon l’équation suivante :
(Eq.3)
Ainsi, les étapes 31 à 35 permettent de prédire l’évolution dudifférentiel de régime en utilisant un algorithme de régression linéaire.
A l’étape 36, on compare respectivement les valeurs du régimemesurée et estimée avec respectivement une première et une secondezone de convergence ZI et Z2, par exemple de +/-30 rpm. Si la valeurdu régime mesurée est dans la première zone de convergence et si lavaleur du régime estimée est dans une seconde zone de convergence,on active à l’étape 37 le module d’actionnement.
Il est également possible de calculer un nombre d’estimationdu différentiel de régime supérieur ou égal à un, par exemple pour despas k de calcul différents, par exemple un premier pas kl de calculégal à 7 et un deuxième pas k2 de calcul égal à 3, et de conditionnerl’activation du module d’actionnement à la présence des deux valeursd’estimation Rest(t+k)i ; Rest(t+k)2 dans leur zone de convergence ZI etZ2.
Grâce à l’invention, il est possible de réduire le temps dechangement de rapport de la transmission en compensant le retard dumodule d’actionnement de l’organe de couplage tout en conservant unebonne robustesse quant à la qualité de la régulation du différentiel derégime.
De plus, le procédé décrit est utilisable pour activer tous lesmodules d’actionnement de systèmes de couplage.

Claims (8)

  1. t REVENDICATIONS
    1. Procédé d’activation d’un module d’actionnement d’aumoins un système de couplage d’une transmission de véhiculeautomobile, dans lequel : - on mesure le différentiel de régime (Rmes) entre au moinsdeux arbres à coupler, - on détermine au moins une estimation (Rest(t+k>) dudifférentiel de régime sur au moins une durée (k) de prédiction del’estimation du différentiel de régime, - on compare la valeur estimée (Rest(t+k)) du différentiel derégime avec une première zone de convergence (Zl) et la valeurmesurée du différentiel de régime (Rmes) avec une deuxième zone deconvergence, et on active le module d’actionnement lorsque chacune desvaleurs estimée (Rest(t+k)) et la valeur mesurée (Rmes) du différentiel derégime est dans une zone de convergence respective.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on détermineladite estimation (Rest(t+k)) du différentiel de régime en fonction de lavaleur mesurée du différentiel de régime et d’une valeur dérivée(DRmes) par un filtre à réponse impulsionnelle finie.
  3. 3. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2,dans lequel la durée (k) de prédiction est égale à 70ms.
  4. 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3,dans lequel on détermine une première estimation (Rest(t+k)i) dudifférentiel de régime sur une première durée (kl) de prédiction et unedeuxième estimation (Rest(t+k)2) du différentiel de régime sur unedeuxième durée (k2) de prédiction, on compare les valeurs estimées(Rest(t+k)i ; Rest(t+k)2) avec une première zone de convergence (Zl) et uneseconde zone de convergence (Z2) respectivement, et on active lemodule d’actionnement si chacune des valeurs estimées (Rest(t+k)i ;Rest(t+k)2) du différentiel de régime est dans sa zone de convergence.
  5. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la premièredurée (kl) de prédiction est égale à sept et la deuxième durée (k2) deprédiction est égale à trois.
  6. 6. Procédé selon l’une quelconque des revendicationsprécédentes, dans lequel la zone de convergence (Zl) est compriseentre -30 rpm et 30rpm.
  7. 7. Dispositif d’activation d’un module d’actionnement (18)d’au moins un système de couplage d’une transmission (1) de véhiculeautomobile comprenant au moins deux arbres à coupler, ledit dispositif(20) comprenant un module (21) de calcul d’une estimation dudifférentiel de régime entre les deux arbres à coupler en fonction d’unvaleur mesurée (Rmes) du différentiel de régime et d’au moins unedurée (k) de prédiction de l’estimation du différentiel de régime, et unmodule (22) de détermination de critères d’activation du moduled’actionnement comprenant un module (27) de comparaisonrespectivement de la valeur estimée du différentiel de régime avec unepremière zone de convergence (Zl) et de comparaison de la valeurmesurée du différentiel de régime (Rmes) avec une deuxième zone deconvergence, et un module (28) d’activation du module d’actionnementconfiguré pour activer le module d’actionnement (18) lorsque chacunedes valeurs estimée (Rest(t+k)) et la valeur mesurée (Rmes) du différentielde régime est dans une zone de convergence respective.
  8. 8. Transmission de véhicule automobile à propulsion hybridecomprenant une ligne primaire principale (4) reliée à un moteurthermique d’entrainement (3), une ligne primaire auxiliaire (5) reliée àune machine électrique (2) et une ligne secondaire (6), ladite ligneprimaire auxiliaire (5) portant à rotation libre au moins deux pignonsfous (8a, 8b) pouvant être sélectivement liés à la ligne primaireauxiliaire (5) par un premier système de couplage (9), ladite ligneprimaire principale (4) portant à rotation libre au moins deux pignonsfous (lia, 11b) pouvant être sélectivement liés à la ligne primaireprincipale (4) par un deuxième système de couplage (12), ladite lignesecondaire (6) portant à rotation libre au moins deux pignons fous(13a, 13b) pouvant être sélectivement liés à la ligne secondaire par un troisième système de couplage (14) et un pignon de descente (16) versun différentiel (7) relié aux roues du véhicule, ladite transmissioncomprenant un module d’actionnement (18) des systèmes de couplage(9, 12, 14) et un dispositif d’activation (20) selon la revendication 7.
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