FR2840040A1

FR2840040A1 - Procede et dispositif de modulation du moment transmis par un embrayage de vehicule

Info

Publication number: FR2840040A1
Application number: FR0306408A
Authority: FR
Inventors: Boris Serebrennikov
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2003-11-28
Anticipated expiration: 2023-05-27
Also published as: DE10393107D2; DE10323567A1; ITMI20031061A0; AU2003245842A1; WO2003100279A1; BR0304883A; ITMI20031061A1; FR2840040B1

Abstract

Dans un procédé destiné à la modulation du moment transmis par un embrayage de véhicule, notamment durant l'engagement de l'embrayage au démarrage, le moment est modulé en fonction d'une grandeur découlant uniquement de la vitesse du disque d'embrayage.

Description

en ce que ['angle de cane (a) est d'environ 4D, -

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Dans les vehicules automobiles modernes, notamment dans les voitures particulieres, des embrayages automatises trouvent de plus en plus leur application. La mise en oeuvre de tels embrayages, non seulement en relation avec des botes de vitesses automatisees, mais aussi dans les botes S a commande manuelle, presente l'avantage a la fois d'une augmentation du confort, et egalement du fait que notamment en relation avec des botes de vitesses automatisees, on tourne souvent avec un grand rapport, reduisant

ainsi la consommation d'essence et la pollution de l'environnement.

La figure 1 represente la structure d'une cinematique de traction connue, avec embrayage automatique: Un moteur d'entranement 10 est relic a une bote de vitesses 14 par l' intermediaire de l' embrayage 12, la bote de vitesses etant reliee, dans l'exemple represente, a un differential 18 par l'intermediaire d'un arbre a cardan 16, le differential lui-meme etant relic aux roues arrieres 22 par l'intermediaire d'arbres articules 20. Il va de soi que la cinematique de traction peut aussi etre prevue dans un vehicule a traction avant ou a

transmission 4x4.

L'embrayage 12 est actionne par un dispositif de commande ou par un element actoriel 24. Dans le cas de la bote de vitesses 14, il s'agit, a titre d'exemple, d'une transmission automatisee actionnee par un dispositif de commande. Pour la commande de la transmission est prevue une unite de selection 28 avec laquelle il est possible de selectionner differents programmes de conduite ou differentes vitesses. Pour la commande de la charge du moteur est prevue une pedale de conduite 30 reliee directement ou par l'intermediaire d'une unite de controle electronique 32 a un actionneur de

puissance 34 du moteur d'entranement 10.

Des capteurs vent relies a ['unite de controle electronique 32, tel qu'un capteur 36 pour la detection de la vitesse d'un volant du moteur 10, un capteur 38 pour la detection de la vitesse d'un disque d'embrayage non

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represente ici ou d'un arbre d' entree de la transmission 14, des capteurs de vitesses 40 pour la detection de la vitesses des roues et d'autres capteurs encore, a titre d'exemple: un capteur de detection de la temperature de l'eau de refroidissement, un capteur de detection de la position de l'actionneur de puissance, un capteur de detection de la position de l'embrayage, etc. Dans ['unite de controle electronique 32, comprenant de facon connue un microprocesseur avec des equipements de memorisation, vent installes des programmes avec lesquels vent commandes le dispositif de commande 26, ['element actoriel 24 et un element actoriel prevu pour

l'actionneur de puissance 34.

La structure et le principe de fonctionnement de telles cinematiques de

traction vent parfaitement connus et ne seront done pas decrits en detail ici.

L'embrayage 12 est actionne de telle sorte qu'un moment dependent chaque fois de conditions d'exploitation de la cinematique de traction soit transmissible. Le moment transmis par l'embrayage depend de la force ou

du chemin avec lequel ltelement actoriel 24 actionne l'embrayage.

Notamment en engageant l'embrayage, des oscillations a saccades apparaissent du fait de la transition entre la friction de glissement et le frottement par adherence et de ['interaction avec la cinematique de traction susceptible d'oscillations, oscillations a saccades designees aussi par broutage, celui-ci influencant negativement a la fois le confort et la duree de vie. On connat la regulation d'un tel broutage prevoyant que ['element d'embrayage predefini et range en memoire dans ['unite de controle et dont l'effet augmente progressivement au demarrage est module de telle sorte qu'une action en sens contraire est realisee. Cela se fait, a titre d'exemple, en determinant la difference de vitesse entre la vitesse du disque d'embrayage et la vitesse des roues entranees, par exemple en mesurant directement la vitesse du disque d'embrayage et la vitesse des roues et en faisant leur conversion en la vitesse theorique du disque d'embrayage a ['aide de la vitesse engagee, et en modulant le moment d'embrayage en fonction de la difference determinee, en actionnant ['element actoriel 24 en consequence.

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Un probleme apparat dans ce cas du fait que le signal de la vitesse des roues, notamment durant le demarrage, lorsque la vitesse des roues est encore tres petite, ne peut etre determine que de maniere imprecise, de telle sorte qu'une action en sens contraire des oscillations a saccades n'est possible que de facon limitee. La presente invention a pour but de realiser un procede et un dispositif destines a moduler le moment transmissible par l'embrayage, pour

permettre un reglage parfait des oscillations a saccades.

Le probleme concernant le procede est resolu en ce que le moment de l'embrayage est module en fonction d'une grandeur decoulant uniquement de la vitesse du disque d' embrayage ou de l' arbre d'entree de la transmission. La qualite du signal du nombre d'entree de la bo^te de vitesses ou de la vitesse du disque d'embrayage est sensiblement meilleure, du moins durant le demarrage, etant donne que la vitesse a ['entree de la bote de vitesses est sensiblement plus elevee, du fait de la course vitesse de demarrage, que la vitesse des roues. Par analyse des variations ou des oscillations de la vitesse du disque d'embrayage, ['element actoriel 24 peut etre commande de telle sorte qu'une action en sens contraire puisse etre realisee. Avantageusement, le moment est module en fonction de la formule suivante: Mmod = M-k(o,K - a' K) dans laquelle co K est la vitesse du disque d'embrayage et a) K une grandeur determinee par filtrage de a' K Avantageusement, a' K est determine de la maniere suivante: (0I= T | toKdt;co2=T |,sldt t9) K = C32 + Cor; Cor = NT | ( tl 2) dt t etant le temps, T etant la duree de la periode de broutage de l'embrayage,

et N etant un nombre entier, 1, 2 ou 3, a titre d'exemple.

Selon ['invention et conformement a un procede complementaire, le moment est module en fonction de la formule suivante Mmod = M-kAjsin 2ó 06 +[ P) t etant le temps, T etant la duree d'une periode de broutage de ltembrayage, A etant ['amplitude d'une variation de vitesse a la suite de ['instant t et t etant ['instant d'un passage a zero de la variation de la vitesse, et P etant une avance de phase sous forme d'un parametre d'application, compensant le decalage de phase entre la vitesse reelle et la vitesse mesuree

du disque de l'embrayage.

Le probleme concernant le dispositif est resolu par un dispositif comprenant les elements suivants: un element actoriel actionnant ltembrayage, de telle sorte qu'un moment predetermine soit transmissible, un capteur de vitesse destine a la detection de la vitesse du disque d'embrayage, une unite de controle electronique avec un microprocesseur et des equipements de memorisation afferents, dans lesquels est memorise un moment dependent de parametres du vehicule et transmissible par l'embrayage. L'unite de controle commande ['element actoriel de telle sorte que le moment

transmissible par l'embrayage soit module d'apres les procedes ci-avant.

L' invention va maintenant etre decrite avec plus de details et a titre d'exemple par les dessins annexes dans lesquels:

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Fig. 1 represente le schema deja explique d'une cinematique de traction connue, Fig. 2 represente des courbes indiquant differentes vitesses dans le temps, en vue de ['explication d'un premier procede conforme a ['invention, Fig. 3-5 representent des vitesses reelles et des signaux de vitesses mesures, en vue de ['explication d'un procede complementaire conforme a ['invention. L'embrayage 12 (fig. 1) peut etre commande par ltelement actoriel 24 de telle sorte qu'un moment d'embrayage predetermine M puisse etre transmis, lequel depend de parametres d'exploitation de la cinematique de traction, par exemple, de la vitesse du moteur, de la position de la pedale de conduite, de la vitesse du vehicule, du programme de conduite selectionne, etc. Pour eviter les oscillations a saccades apparaissant notamment au demarrage, il est avantageux de moduler le moment d'embrayage transmissible de telle sorte qu'une action en sens contraire des oscillations a

saccades soit realisee.

Avantageusement, la modulation est effectuee en fonction de la formule suivante: Mmod = M-k (C0K - a) K) M etant le moment range en memoire dans ['unite de controle 32 ou dependent de parametres d'exploitation de la cinematique de traction et

determine dans ['unite de controle 32 et transmissible par l'embrayage 12.

Mmod etant le moment d'embrayage module, transmissible, s'ecartant de la valeur k(a' k a) K) du moment predetermine, range en memoire dans ['unite de controle 32, k etant une constante de proportionnalite et K etant une vitesse filtree d'entree de la bote de vitesses ou une vitesse de disque

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d'embrayage. Avantageusement, a, K est determine de la maniere suivante: S Dans un premier temps, co k est lisse via une duree de temps T. correspondent a la duree d'une oscillation a saccades, soit: m =T c3Kdt Dans un deuxieme temps, CO2 est lisse via la duree de temps T. done

C02 = T!J aft.

Dans un troisieme temps, co k est corrige en fonction de la formule suivante, pour obtenir la vitesse d' entree d' embrayage K: _,

a' K = W2 + Cor wobei Cor = NT |(a), - a'2) aft.

N est un parametre acceptant, a titre d'exemple, les valeurs 1, 2 ou 3.

La fgure 2 represente des vitesses reelles et calculees, c etant indique en

roue/s et le temps t en s.

La courbe k represente la vitesse co k du disque d'embrayage au demarrage. On volt clairement que la vitesse co k augmente globalement, mais il y a superposition d'une oscillation a saccades d'une duree de 80 ms

environ.

La courbe co represente la courbe co k lissee via une periode de broutage. La courbe ro 2 represente la courbe o k lissee deux fois via une periode de

broutage ou la courbe co lissee via une periode de broutage.

La courbe a, K represente la vitesse d' entree d'embrayage corrigeante, fltree

selon les courbes precedentes.

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La courbe co roue/rapporr represente la vitesse de l'arbre d' entree de la bo^te ou du disque d'embrayage, determinee a partir de la vitesse des roues. Comme on le volt, la courbe co 2 est bien lissee, mais elle s'ecarte de la courbe co roue/rapport du fait du decalage de temps en raison du fltrage. Pour faire une correction, on a introduit la valeur de correction Cor ci-avant, avec laquelle on obti ent que l a courb e K concorde remarquabl ement bi en ave c la v al eur moyenne reelle de c k Le filtrage ci-avant de c k a a' K est facile a faire. Par mesurage d'un seul signal c k et de la duree de la periode T. pouvant etre obtenue a partir de la mesure de co k, on peut determiner une grandeur en fonction de laquelle l element d'embrayage M transmissible est module, les oscillations a saccades de propre excitation pouvant etre sensiblement reduites ou meme largement eliminees. La constante de proportionnalite k est adaptee pour

une optimisation du resultat.

A ['aide des figues 3 a 5 sera decrit ci-apres un autre procede avec lequel le moment transmis par un embrayage est parfaitement regle a partir de signaux decoulant de la mesure de la vitesse du disque d'embrayage ou de l'arbre d' entree de ltembrayage, dans le but de supprimer les oscillations a saccades. Comme indique a la fgure 2, co k represente la vitesse superposee par une oscillation a saccades du disque d'embrayage ou de l'arbre d' entree de l'embrayage au demarrage. La courbe roue/rappor represente la courbe decoulant de la multiplication de la vitesse reelle des roues par le rapport respectif de la bo^te de vitesses. Du fait de la masse importante du vehicule, ltoscillation a saccades est largement eliminee. La courbe c 5 represente le signal de mesure, lorsque co k est lu toutes les 5 ms. La courbe c B represente la meilleure courbe de mesure disponible, dependent du nombre

de dents respectif d'un capteur et de la vitesse.

La duree T d'une periode de broutage peut etre calculee a partir des signaux de mesure, par exemple en formant la moyenne des durees entre deux

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maxima et minima de la courbe de mesure qui se succedent. Etant donne que le signal de la vitesse des roues est de toute facon determine pour d'autres buts (systeme AlBS, vitesse du vehicule, par exemple), on peut determiner les instants des deviations maximales entre le signal de mesure et la vitesse des roues multipliee par le rapport ou les instants des concordances et en deduire la duree de la periode T. Comme alternative et comme represente a la figure 4, on peut utiliser le signal a' 5 filtre ou lisse decoulant de la courbe a' 5, au lieu du signal roue/rappor. La modulation du moment peut etre determinee a ['aide de la formule suivante, lorsque T est connu, en tent que demimonde sinusodale avec avance de phase: Mmou = M-,4Ajsin 2(t (fj + T - P) dans laquelle t; vent les instants ou le signal de mesure co 5 coupe le signal

de mesure 5 filtre ou calcule pour obtenir la moyenne.

A est ['amplitude de ['oscillation pouvant etre calculee de la maniere suivante: - en tent que difference maximale entre le signal de vitesse non filtre c 5 et le signal de vitesse filtre a' 5, dans une demi-periode correspondante, chaque fois; - en tent que demi-difference des maxima et minima se succedant; et - a partir d'une comparaison surfacique entre la demimonde mesuree et la demimonde sinusodale, ce qui est moins sensible pour ce qui concerne le

derangement du signal.

L'avance de phase P est un parametre d'application et est destine a compenser le decalage de phase entre la vitesse reelle co k et la vitesse mesuree 5 et, par analogie, entre le moment d'embrayage de consigne et le moment d'embrayage reel ou la course d'embrayage de consigne et la

course d'embrayage reelle.

k est une constante de proportionnalite.

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La courbe MOD de la figure 5 represente la modulation reelle du moment

M transmis par l'embrayage sur la base de la formule ci-avant.

Comme il ressort des figures, il va de soi que les procedes mentionnees ci dessus ne deviennent actifs que lorsque les oscillations a saccades commencent, puisque les grandeurs necessaires telles que le signal de vitesse moyen et filtre, la duree de ['oscillation a saccades et ['amplitude de ['oscillation a saccades doivent tout d'abord etre determinees. Aussitot que ces grandeurs vent disponibles, l'autoexcitation de ['oscillation a saccades

peut etre combattue avec efficacite.

11 va de soi que les procedes et le dispositif decrits peuvent etre modifies dans une grande diversite. A titre d'exemple, ['unite de controle 32 ne doit pas necessairement etre une unite de controle centrale. Ses fonctions peuvent etre reparties de differente maniere sur differentes unites de controle et differents calculateurs existent dans le vehicule. Le capteur 36 ne doit pas necessairement detecter directement la vitesse du disque d'embrayage, il pourra detecter la vitesse de l'arbre d' entree de l'embrayage

lequel est relic sans jeu au disque d'embrayage.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Procede de modulation du moment transmissible par un embrayage de vehicule, notamment durant ['engagement de l'embrayage au demarrage, selon lequel le moment est module en fonction d'une grandeur decoulant

uniquement de la vitesse du disque d'embrayage.

2. Procede selon la revendication 1, ou le moment est module d'apres la formule suivante: Mmod = M-k ((0K - a) K) dans laquelle Ok est la vitesse du disque d'embrayage et

K une grandeur determinee par filtrage de COk.

3. Procede selon la revendication 2, a)K etant determine de la faon suivante:

w = T | Kdt; w2 = T | J aft.

2 0,-,-T

07 K = (02 + Cor; Cor = NT |(a',-a'2)dt t etant le temps, T etant la duree d'une periode de broutage de l'embrayage, et

N etant un nombre entier, 1, 2 ou 3, a tike d'exemple.

4. Procede selon la revendication 1, ou le moment est module d'apres la formule suivante: Mmo = M kA'sjn 27(t (ti + T - P) t etant le temps, T etant la duree d'une periode de broutage de l'embrayage, A etant ['amplitude d'une variation de vitesse a la suite de ['instant t et t etant ['instant d'un passage a zero de la variation de la vitesse, et P etant une avance de phase sous forme d'un parametre d'application, compensant le decalage de phase entre la vitesse reelle et la vitesse

mesuree du disque de ltembrayage.

5. Dispositif de modulation du moment transmissible par un embrayage de vehicule, comprenant un element actoriel (24) actionnant l'embrayage (12), de telle sorte qutun moment predetermine soit transmissible, un capteur de vitesse destine a la detection de la vitesse du disque d'embrayage, une unite de controle electronique avec un microprocesseur et des equipements de memorisation afferents, dans lesquels est memorise un moment de consigne dependent de parametres du vehicule, ['unite de controle commandant ltelement actoriel de telle sorte que le moment transmissible par l' embrayage soit module d' apres le procede selon l'une