FR2955819A1 - Systeme et procede de pilotage de boite de vitesses automatique. - Google Patents

Abstract

Un système de pilotage d'une boîte de vitesses automatique (1) de véhicule automobile munie d'au moins un moyen d'embrayage (19,20) pilotable en couple, comprend un module électronique de passage (26) apte à piloter un basculement d'un premier rapport de la boîte à un deuxième rapport de la boîte. Le module électronique de passage (26) est apte à imposer un couple de consigne au moteur (5) du véhicule et à imposer un couple transmissible au moyen d'embrayage (19, 20). Le module de passage (26) comprend un module de synchronisation (28) configuré pour délivrer, pendant une phase de synchronisation, une consigne de couple moteur calculée en fonction d'une première accélération angulaire de consigne, et une consigne de couple transmissible calculée en fonction d'une seconde accélération angulaire de consigne, les deux accélérations de consigne étant pilotées pour que la première accélération converge vers une valeur objectif d'accélération angulaire du moteur (5) avant que la seconde accélération ne converge à son tour vers la même valeur objectif d'accélération du moteur.

Description

DEMANDE DE BREVET B09-3643FR û JK/EVH Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Système et procédé de pilotage de boîte de vitesses automatique Invention de : VANDEKERKHOVE Rémi RIESENMEY Fabrice Système et procédé de pilotage de boîte de vitesses automatique

L'invention se situe dans le domaine des boîtes de vitesses automatiques à passage de vitesses sans rupture de couple, telles que les boîtes de vitesses automatiques à double embrayage, ou les boîtes de vitesses à coupleurs coniques compacts, utilisées dans les véhicules automobiles. Dans le cas du double embrayage, un couple moteur est transmis d'un arbre primaire au travers d'un système démultiplicateur, vers un premier ou un deuxième arbre secondaire, puis de l'arbre secondaire au travers d'un embrayage vers un train de roues du véhicule. Simultanément, un rapport différent de celui du système démultiplicateur engagé peut être présélectionné sur le deuxième arbre secondaire relié par un deuxième embrayage, à cet instant ouvert, au train de roues du véhicule. Pour passer du rapport engagé au rapport sélectionné, on effectue une « bascule de couple » en ouvrant progressivement l'embrayage du premier arbre secondaire pendant que l'on ferme l'embrayage du deuxième arbre secondaire. Dans une boîte de vitesses à coupleurs coniques compacts, certains rapports de vitesse, par exemple les rapports de 2ème ,3ème, 4ème et 5ème sont engagés en permanence entre des pignons fous d'un arbre primaire relié au moteur et des pignons fixes d'un arbre secondaire relié au train de roues du véhicule. Chaque pignon fou de l'arbre primaire peut être solidarisé en rotation avec l'arbre primaire au moyen d'un coupleur conique compact qui joue le rôle d'un embrayage local entre le pignon fou et l'arbre primaire. Pour le groupe de rapports ainsi équipé de coupleurs coniques compacts, le changement de rapports se fait en effectuant une « bascule de couple », en ouvrant progressivement le coupleur du rapport engagé et en fermant simultanément, de manière progressive, le coupleur du rapport vers lequel on souhaite basculer. Une fois la bascule de couple effectuée, ou suivant les configuration de roulage, juste avant cette bascule de couple, le régime du moteur doit être synchronisé, c'est-à-dire amené de manière aussi continue que possible, vers sa valeur optimale correspondant au nouveau rapport engagé ou à engager. Si des irrégularités se produisent dans le pilotage en couple du moteur ou du coupleur en cours d'engagement, l'évolution du régime du moteur peut être sujette à des fluctuations intempestives. Afin d'essayer de maintenir une bonne qualité de passage malgré des imprécisions dans la réalisation des consignes de couple, une méthode utilisée couramment consiste à calculer une consigne de régime de rotation tout au long du passage, et de réguler le régime moteur réel sur cette consigne par modulation du couple moteur. Ainsi, pour un passage montant sous charge, à chaque pas de calcul, si le régime moteur est supérieur à la consigne, le couple consigne du moteur sera réduit, s'il est inférieur, le couple consigne du moteur sera augmenté. Cette technique de régulation peut conduire à des instabilités lorsque la somme des imprécisions de pilotage en couple du coupleur engagé et du moteur est importante. Ces instabilités s'expliquent par le fait que le pilotage réagit aux valeurs courantes du couple, sans anticiper la courbe de variation à venir. La demande de brevet EP 1 132 659 propose d'effectuer la synchronisation de régime en ajoutant au couple de consigne du moteur, un moment de régulation qui permet d'obtenir une dérivée de régime moteur constante pendant la phase de synchronisation. On limite donc les fluctuations intempestives de régime, mais la dérivée de régime présente une rupture de pente à la fin de la phase de synchronisation. Pour remédier à cette discontinuité de pente, on peut proposer de piloter en parallèle le couple du moteur et le couple transmissible par le coupleur (ou l'embrayage actif) transmettant le couple du moteur aux roues, et d'imposer une valeur objectif à la dérivée de régime en fin de phase de synchronisation. Cependant, le moteur a un temps de réponse non nul, et le décalage temporel entre les réponses du moteur et du coupleur provoque des instabilités de régime au voisinage de la fin de la phase de synchronisation.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un système et un procédé de pilotage d'une boîte de vitesses automatique à passage sous couple permettant, lors d'un changement de rapport, de gérer, de manière aussi continue que possible dans le temps, la phase de synchronisation du régime du moteur, pour l'amener du régime correspondant au rapport précédemment engagé, au rapport en cours d'engagement, en s'affranchissant en particulier des différences de temps de réponse entre le moteur du véhicule et le coupleur ou l'embrayage actif au moment de la phase de synchronisation. Ainsi, un système de pilotage d'une boîte de vitesses automatique de véhicule automobile munie d'au moins un moyen d'embrayage pilotable en couple, comprend un module électronique de passage apte à piloter un basculement d'un premier rapport de la boîte à un deuxième rapport de la boîte. Le module électronique de passage est apte à imposer un couple de consigne au moteur du véhicule et à imposer un couple transmissible au moyen d'embrayage. Le module de passage comprend un module de synchronisation configuré pour délivrer, pendant une phase de synchronisation, une consigne de couple moteur (par exemple désignée par Cm) calculée en fonction d'une première accélération angulaire de consigne (par exemple désignée par Wo), et une consigne de couple transmissible (par exemple désignée par Ct) calculée en fonction d'une seconde accélération angulaire de consigne (par exemple désignée par Wf), les deux accélérations de consigne étant pilotées pour que la première accélération (Wo) converge vers une valeur objectif d'accélération angulaire (par exemple désignée par S2) du moteur avant que la seconde accélération (wf) ne converge à son tour vers la même valeur objectif (S2) d'accélération du moteur. La première accélération angulaire (Wo) peut être une valeur fictive, homogène à une accélération angulaire, fonction du temps (t), et calculée par le module de synchronisation pour les besoins du calcul de la consigne de couple moteur (Cm). La seconde accélération angulaire (Wf) peut être une valeur fictive, homogène à une accélération angulaire, fonction du temps (t), et calculée par le module de synchronisation pour les besoins du calcul de la consigne de couple transmissible (Ce). La boîte automatique est avantageusement une boîte automatique à rapports discrets, à passage de vitesse sans rupture de couple, c'est-à-dire soit une boîte de vitesses à double embrayage, soit une boîte de vitesses avec des coupleurs pilotables en couple associés à au moins deux rapports de la boîte. La phase de synchronisation est un intervalle de temps pendant lequel le module électronique de passage agit sur la consigne de couple du moteur, ainsi que, au besoin, sur une consigne de couple transmissible par un moyen d'embrayage, de manière à amener le régime du moteur, de son régime stabilisé avant le changement de rapport, à un régime qui pourra rester stable après le changement de rapport, sans induire de discontinuités dans la vitesse de rotation des roues. Avantageusement, cette phase de synchronisation peut avoir lieu soit juste avant, soit juste après, avoir changé de système de démultiplication actif entre le moteur et les roues du véhicule. La consigne de couple moteur et la consigne de couple transmissible sont des fonctions du temps (par exemple désigné par t) envoyées, pour la première, vers une unité de pilotage du moteur, et pour la seconde, vers une unité de pilotage du moyen d'embrayage. Avantageusement, le module de synchronisation est configuré pour déterminer la première accélération de consigne (Wo) à partir d'une vitesse angulaire effective (par exemple désignée par N) du moteur et d'une vitesse angulaire de rotation (par exemple désignée par R) des roues du véhicule, et pour déterminer la seconde accélération angulaire (wf) à partir de la vitesse angulaire effective (N) du moteur, de la vitesse angulaire (R) des roues, et à partir d'un couple effectif (par exemple désigné par C) du moteur.

La vitesse angulaire de rotation des roues, la vitesse angulaire effective du moteur et le couple effectif du moteur sont des fonctions du temps (t) issues de mesures directes ou indirectes, en temps réel, sur le véhicule.

De manière préférentielle, le module de synchronisation est configuré pour définir la consigne de couple moteur (Cm) à partir d'une consigne de couple primaire (par exemple désignée par C), à laquelle il ajoute un terme proportionnel à une inertie (par exemple désignée par J) du moteur et proportionnel à la première accélération angulaire (oh). L'inertie J du moteur est une constante mécanique (par exemple en kg.m2) permettant de relier l'accélération angulaire du moteur et le couple du moteur.

Avantageusement, le module de synchronisation est configuré pour identifier la première accélération angulaire (Wo) à une constante d'accélération moyenne angulaire (A) du moteur, tant que la valeur absolue de l'écart entre la vitesse angulaire effective (N) du moteur et une première vitesse angulaire cible (par exemple désignée par ni) est supérieure à un premier seuil (par exemple désigné par Ani). Le seuil prédéfini (Ani) peut être un paramètre fixe mémorisé par le module de synchronisation. La constante d'accélération moyenne angulaire (A) du moteur peut avantageusement être une valeur proportionnelle à la différence entre la vitesse angulaire du moteur correspondant au régime (ou vitesse angulaire de rotation) des roues au début de la phase de synchronisation, et entre la vitesse angulaire du moteur correspondant au même régime de rotation des roues après le changement de rapport. La constante d'accélération moyenne angulaire peut être obtenue en divisant cette différence entre les deux vitesses angulaires du moteur, par un temps de synchronisation souhaité qui peut être un paramètre fixe mémorisé par le module de synchronisation. Avantageusement, le module de synchronisation est configuré, quand la valeur absolue de l'écart entre la vitesse angulaire effective (N) du moteur et la première vitesse angulaire cible (ni) est inférieure au premier seuil (Ani), pour déterminer la première accélération angulaire (Wo) comme un barycentre pondéré par cet écart, entre l'accélération (A) moyenne angulaire, et la valeur objectif d'accélération (n).

Les valeurs de pondération du barycentre Wo entre les deux points A et 1-2, sont donc 1(1N-n11 et (1- kIN-ni l), k étant choisi pour que ces valeurs de pondération varient entre 0 et 1 quand IN-ni l varie entre 0 et Ani, c'est-à-dire k=l/Ani.

Selon un mode de réalisation préféré, le module de synchronisation est configuré pour définir la consigne de couple transmissible (Ct) par le moyen d'embrayage à partir de la consigne de couple primaire (C), à laquelle un régulateur proportionnel intégral (par exemple désigné par PI) ajoute un terme correctif intégré à partir de l'erreur constituée par la différence entre la seconde accélération angulaire (Wf) et l'accélération angulaire effective (- ) du moteur. Avantageusement, le module de synchronisation est configuré pour identifier la seconde accélération angulaire (wf) à une accélération inertielle égale à la différence entre le couple effectif (C) du moteur et la consigne de couple primaire (C), divisée par l'inertie (J) du moteur, tant que la valeur absolue de l'écart entre la vitesse angulaire effective (N) du moteur et une deuxième vitesse angulaire cible (par exemple désignée par min) est supérieure à un deuxième seuil (par exemple désigné par An2).

Le seuil prédéfini (An2) peut être un paramètre fixe mémorisé par le module de synchronisation. Avantageusement, le seuil prédéfini (An2) est égal au seuil (Ani) utilisé pour déterminer la première vitesse angulaire. Selon certaines variantes de réalisation, ces deux seuils pourraient être différents.

Avantageusement, le module de synchronisation est configuré, quand la valeur absolue de l'écart entre la vitesse angulaire effective (N) du moteur et la deuxième vitesse angulaire cible (nf,,,) est inférieure au deuxième seuil (An2), pour déterminer la seconde accélération angulaire (Wf) comme un barycentre pondéré par cet écart, entre l'accélération inertielle, et la valeur objectif (1-2) d'accélération du moteur. De manière préférentielle, le module de synchronisation est configuré pour calculer la deuxième vitesse angulaire cible (nf,,,) en multipliant la vitesse angulaire actuelle (R) de rotation des roues par un coefficient de démultiplication (par exemple désigné par k2) associé au deuxième rapport, et le module de synchronisation est configuré pour calculer la première vitesse angulaire cible (ni) comme une valeur intermédiaire entre la deuxième vitesse angulaire cible (nf,,,), et la vitesse angulaire de rotation effective du moteur (N) au début de la phase de synchronisation. La deuxième vitesse angulaire cible (min) est une valeur fictive, fonction du temps (t), calculée pour représenter la vitesse angulaire qu'aurait le moteur si la phase de synchronisation était terminée, et que le régime de rotation des roues (R) était celui actuellement mesuré. La première vitesse angulaire cible (ni) est une valeur fictive choisie pour être atteinte par la vitesse angulaire effective du moteur (N) avant la deuxième vitesse angulaire cible.

Selon un mode de réalisation préféré, le module de synchronisation est configuré pour calculer la consigne de couple primaire (C) à partir d'une valeur de couple cartographiée en fonction d'une pression ou d'une position de pédale d'accélération du véhicule, à laquelle valeur de couple est soustraite l'inertie (J) du moteur multipliée par l'accélération angulaire effective (- ) du moteur. L'accélération angulaire (4 ) du moteur, est bien sûr la dérivée par rapport au temps de la vitesse angulaire effective (N) du moteur. La pression ou la position de la pédale d'accélération est une fonction du temps (t), déterminée en temps réel par des capteurs de pression ou de position. Avantageusement, le module de synchronisation est configuré pour calculer la valeur objectif d'accélération angulaire (S) du moteur en multipliant l'accélération angulaire actuelle (- ) des roues par un coefficient de démultiplication (par exemple désigné par k2) associé au deuxième rapport.

L'accélération angulaire actuelle (- ) des roues, est bien sûr la dérivée par rapport au temps de la vitesse angulaire (R) des roues. Selon un autre aspect, un procédé de pilotage d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile comprenant un moteur et une boîte de vitesses automatique munie d'au moins un moyen d'embrayage pilotable en couple, inclut une étape, pendant un changement d'un premier rapport vers un second rapport de la boîte, où le couple transmis aux roues du véhicule est obtenu en imposant au moteur une consigne de couple moteur (Cm) calculée en fonction d'une première accélération angulaire de consigne (Wo), et en imposant au moyen d'embrayage une consigne de couple transmissible (Ct) calculée en fonction d'une seconde accélération angulaire de consigne (Wf), les deux accélérations angulaires de consigne étant pilotées pour que la accélération (wf) ne converge à son tour vers la même valeur objectif d'accélération angulaire (1-2). Avantageusement, la convergence de la première accélération angulaire (Wo), et respectivement, de la seconde accélération angulaire (Wf), est gérée en fonction de la distance de la vitesse angulaire effective (N) du moteur par rapport à une première vitesse angulaire cible (ni), et respectivement, par rapport à une deuxième vitesse angulaire cible (min). Dans tous les modes de réalisation décrits plus haut, la valeur objectif d'accélération (S2) du moteur est une variable en fonction du temps (t), de même que la vitesse angulaire cible nfin, ce qui permet d'adapter le déroulement de la fin de la phase de synchronisation à l'évolution de la vitesse angulaire des roues pendant cette synchronisation. On peut cependant envisager des variantes de réalisation où ces deux valeurs seraient des constantes, calculées par exemple à partit de la vitesse de rotation des roues et de l'accélération angulaire des roues à un instant particulier sélectionné au début de la phase de synchronisation. première accélération (Wo) converge vers une valeur objectif d'accélération angulaire (1-2) du moteur avant que la seconde D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de quelques modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre une boîte de vitesses automatique de véhicule munie de coupleurs coniques compacts permettant d'effectuer certains changements de rapport, équipée d'un système de pilotage suivant l'invention ; - la figure 2 illustre le mode de fonctionnement d'un module de synchronisation du système de pilotage de la figure 1. Tel qu'illustré sur la figure 1, une boîte de vitesses 1 comprend un arbre primaire 2 qui peut être couplé en rotation au travers d'un embrayage 3 avec un arbre de sortie 4 d'un moteur à combustion interne 5. La boîte de vitesses 1 comprend également un arbre secondaire 6 relié en rotation à au moins un train (30) de roues (31) d'un véhicule (non représenté). L'arbre primaire 2, l'arbre secondaire 6 et l'arbre moteur 4 sont en appui sur des paliers 7 solidaires d'un carter 8 de la boîte de vitesses 1. Sur l'arbre primaire, sont assemblés dans l'ordre quatre pignons fous 15, 13, 14, 12 constituant respectivement des pignons fous de, cinquième, troisième, quatrième et deuxième vitesses. Ces pignons engrènent respectivement avec des pignons fixes 25, 23, 24 et 22 solidaires de l'arbre secondaire 6. Un coupleur conique 19 est interposé entre les pignons 13 et 15, permettant de solidariser l'un ou l'autre pignon de l'arbre primaire 2.

Un coupleur conique 20 est interposé entre les pignons 14 et 16, permettant de solidariser l'un ou l'autre pignon de l'arbre primaire 2. Le coupleur 19, sous l'action d'une fourchette centrale (non représentée) est apte à solidariser soit le pignon 13 soit le pignon 15 en rotation avec l'arbre primaire 2, suivant un principe similaire à celui des synchroniseurs d'une boîte de vitesses manuelle classique, avec cependant la différence suivante : le couple transmissible entre l'arbre primaire 2 et le pignon 13 ou entre l'arbre primaire 2 et le pignon 15 peut être contrôlé de manière proportionnelle, par exemple en faisant varier la pression de la fourchette sur le coupleur, soit en direction du pignon 13, soit en direction du pignon 15. De manière similaire, le coupleur 20 permet de transmettre tout ou partie du couple de l'arbre primaire 2 au travers du pignon 14 ou au travers du pignon 12. Quand un des coupleurs 19 ou 20 est entièrement solidaire de l'un des pignons fous 13 à 16, de manière à ne plus autoriser de glissement de ce pignon par rapport à l'arbre primaire 2, alors le couple de l'arbre primaire 2 est entièrement transmis à l'arbre secondaire 6 avec le rapport de démultiplication correspondant au pignon verrouillé par le coupleur.

Les pressions exercées par les coupleurs 19 et 20 sur les pignons 13, 15, 14 et 12, sont pilotées par une unité de commande électronique 26 au travers de connexions 17 et 18. L'unité de commande électronique 26 pilote également au travers d'un groupe de connexions 27 le couple moteur délivré par le moteur 5 sur l'arbre primaire 2. Pour commander ce couple moteur, l'unité de commande électronique (UCE) 26 envoie une consigne de couple vers un calculateur de contrôle moteur (non représenté) qui détermine les paramètres de fonctionnement du moteur (par exemple la quantité de carburant injectée, le moment de l'injection, la quantité d'air admise dans le moteur, la pression de suralimentation...) permettant d'obtenir le couple moteur désiré. L'UCE 26 reçoit également par le groupe de connexions 27 des données de fonctionnement du moteur 5 telles que le régime (ou vitesse angulaire de rotation) du moteur et le couple effectivement développé par le moteur. L'UCE 26 reçoit par une connexion 33 une valeur de vitesse de rotation des roues motrices, provenant par exemple d'un tachymètre 32 disposé sur le train de roues motrices (31). La boîte de vitesses 1 peut également comprendre des pignons de transmission de vitesse NON commandés par des coupleurs coniques compacts, comme par exemple un pignon de première vitesse 11 solidaire en rotation de l'arbre primaire 2 et engrenant avec un pignon fou 21 disposé sur l'arbre secondaire 6, ce pignon fou étant muni d'un système de synchronisation classique (non représenté).

L'unité de commande électronique 26 comprend un module 28 de synchronisation du régime de rotation du moteur. L'UCE 26 dispose d'un calculateur 29 de consigne de couple en boucle ouverte, qui reçoit une pression ou une valeur de déplacement d'une pédale d'accélération 34 au travers d'une connexion 35, et qui reçoit, par le groupe de connexions 27, la valeur instantanée N de régime de rotation du moteur. Le calculateur 29 dispose d'une cartographie (non représentée) reliant la pression ou la valeur de déplacement de la pédale d'accélération 34, et une consigne de couple souhaitée par le conducteur du véhicule. Afin de tenir compte de l'inertie du moteur, le calculateur 29 délivre une valeur primaire C de consigne de couple, calculée en soustrayant à la valeur cartographiée le couple engendré par l'inertie du moteur, c'est-à-dire le terme J. d Avec : J : l'inertie du moteur, en kg.m2, et d l'accélération angulaire effective du moteur, calculée en dérivant par rapport au temps le régime N de rotation (ou vitesse angulaire de rotation) du moteur 5. La figure 2 illustre le mode de fonctionnement du module de synchronisation 28 de la figure 1. On retrouve sur la figure 2 des éléments communs à la figure 1, les mêmes éléments portant alors les mêmes références. Le mode de fonctionnement de la figure 2 est spécifique à la phase de synchronisation en régime du moteur, qui peut être effectuée, suivant les types de changement (rapport montant ou rapport descendant, en accélération ou au contraire "sur erre") juste avant ou juste après le basculement de couple transmis d'un coupleur à l'autre coupleur. Dans l'exemple de la figure 2, on suppose que l'on vient d'effectuer la première partie d'un passage montant sous charge de la troisième vitesse (pignon 13 engagé avec le coupleur 19) à la quatrième vitesse (pignon 14 engagé avec le coupleur 20). Dans ce type de passage, on effectue d'abord une bascule de couple du coupleur 19 vers le coupleur 20, puis on effectue la synchronisation de régime du moteur. Le module de synchronisation 28 reçoit à chaque instant t, du calculateur 29, par une connexion 40, une valeur C(t) correspondant à une consigne de couple primaire. Le module de synchronisation 28 reçoit également, par le groupe de connexion 27, une valeur instantanée C(t) de couple développée par le moteur 5 et une valeur instantanée N(t) de régime de rotation (ou vitesse angulaire de rotation) de l'arbre moteur 4.

Le module de synchronisation 28 reçoit également par la connexion 33, une valeur R(t) de régime (ou vitesse angulaire de rotation) des roues 31. Le module 28 dispose dans un groupe de mémoires 41 de rapport de démultiplication k1, k2, k3...permettant de recalculer la vitesse de rotation de l'arbre moteur 4 en fonction de la vitesse de rotation des roues 31. Le module 28 dispose dans un bloc de mémoires 42 paramétrable par le conducteur ou par un agent d'entretien du véhicule, d'une valeur T représentant une durée maximale souhaitée de synchronisation, et d'un seuil An représentant une différence de régime de rotation. Les valeurs N de régime de rotation du moteur et R de régime de rotation des roues sont dérivées par rapport au temps t par un bloc de calcul 43. La dérivée de régime de rotation des roues est ensuite envoyée vers un bloc 45 où elle permet de calculer une valeur S2 qui est une valeur objectif d'accélération de l'arbre moteur. La valeur S2 est calculée en utilisant un rapport de démultiplication k2 associé au nouveau rapport engagé ou à engager, c'est-à-dire ici la quatrième vitesse. La dérivée par rapport au temps du régime moteur est envoyée vers un soustracteur 48. Un bloc 44 reçoit la valeur R de régime de rotation des roues et multiplie cette valeur par les rapports de démultiplication k1 et k2 associés respectivement au rapport en cours de désengagement et au nouveau rapport en cours d'engagement. I1 délivre ainsi deux valeurs n,,,,(t) et nf,f(t) correspondant à un régime théorique initial de rotation de l'arbre moteur 4 et à un régime cible de rotation de l'arbre moteur 4 à l'instant t après synchronisation. Les valeurs n,,,, et nfin correspondant à un instant to de début de synchronisation sont envoyées à un bloc de calcul 51 qui calcule une accélération angulaire moyenne A de l'arbre moteur et la transmet au bloc 46. La valeur A est une constante qui représente en première approximation la variation de régime de rotation de l'arbre moteur entre le début de la phase de synchronisation et la fin de la phase de synchronisation.

Le bloc 44 calcule également une valeur ni(t) qui est une valeur intermédiaire entre n,,,,(t) et nf,f(t), par exemple en soustrayant à nfin(t) une valeur d'écart E positive, d'amplitude constante, multiplié par le signe de la différence entre nfin(t) et n,,,,(t). La différence entre nfin(t) et n,,,,(t) étant a priori de même signe que la différence entre nfin(t) et N(to), régime effectif du moteur à un instant arbitraire to en début de la phase de synchronisation, ni(t) est aussi une valeur intermédiaire entre N(to) et nf,f(t). On pourrait également calculer ni(t) en soustrayant à nfin une valeur d'écart E positive, d'amplitude constante, multiplié par le signe de la différence entre nfin(t) et N(to).

La valeur ni(t)est envoyée vers un bloc de calcul 47. La valeur nfin(t) est envoyée vers un bloc de calcul 46. Le bloc 46 calcule alors une première consigne d'accélération angulaire wo(t) en fonction des valeurs S2(t), nf,f(t), A, que lui délivrent les blocs 44, 45 et 51, et en fonction du régime de rotation N(t) de l'arbre moteur. Le bloc 47 calcule une deuxième consigne d'accélération angulaire Wf(t) en fonction des valeurs S2(t), nf,f(t), délivrées par les blocs 44, 45, en fonction du régime N(t) et du couple C(t) du moteur, et en fonction de la consigne de couple primaire C(t). Le mode de calcul des blocs 46 et 47 est paramétré par la valeur An stockée dans le bloc mémoire 42. Un soustracteur 48 effectue la différence de la consigne d'accélération Wf(t) et de l'accélération effective d (t) de l'arbre moteur.

Cette différence est envoyée sur un régulateur proportionnel intégral d'un bloc 49 qui ajoute la sortie du régulateur à la consigne de couple primaire C. Cette somme Ct est envoyée par le bloc 49 comme consigne de couple au coupleur 20. Un bloc 50 effectue la somme de la consigne de couple primaire C(t) et de la première consigne d'accélération (Oo(t) multipliée par l'inertie J du moteur 5, et délivre le résultat Cm comme valeur de couple consigne au moteur 5. Dans le cas d'un passage montant sur erre (passage montant en décélération) entre les deux mêmes rapports de 3ème vitesse en 4ème vitesse, au moment de la phase de synchronisation, ce serait encore le coupleur 19 qui serait actif, car dans cette configuration, le basculement de couple transmis du coupleur 19 vers le coupleur 20 se fait après la phase de synchronisation. Le mode de fonctionnement décrit à la figure 2 reste alors valable, mais la consigne de couple transmissible est envoyée vers le coupleur 19, le coupleur 20 n'étant pas encore actif. Plus précisément, les étapes de calcul mises en oeuvre par le module de synchronisation 28 et décrites sur la figure 2 sont les suivantes : *Le bloc 43 calcule la dérivée par rapport au temps (dN , en rad/s2) du régime de rotation du moteur 5, qui est aussi le régime de rotation de l'arbre moteur 4, (N(t), en rad/s) et de la dérivée du régime de rotation des roues (dR , en rad/s2) du régime de rotation des roues 31 (R, en rad/s). *Le bloc 44 calcule les régimes moteur (n,,,,, min) correspondants au rapport initial et au rapport final (dans l'exemple choisi pour la figure 2, la troisième vitesse et la quatrième vitesse) eu égard au régime de rotation des roues (R). Ces régimes moteur "a posteriori" ont pour valeurs : n,,,; =1(1R afin =k 2 R (k1 et k2 sont des grandeurs adimensionnelles) dt Cette accélération angulaire est celle qu'aurait l'arbre moteur si la synchronisation était déjà effectuée, tout en respectant l'historique 10 actuel de vitesse de rotation des roues. Cette accélération est celle vers laquelle on souhaite faire converger l'accélération de l'arbre moteur en fin de synchronisation, pour une transition aussi fluide que possible vers un régime stabilisé, avec le nouveau rapport engagé (dans l'exemple choisi, pour un passage montant sous charge de 3ème 15 vitesse en 4ème vitesse, le nouveau rapport est la quatrième vitesse, avec le coupleur 20 engagé sur le pignon 14). *Le bloc 46 calcule une première accélération angulaire wo(t), qui est une accélération angulaire que l'on pourrait imposer à l'arbre moteur 4 pour que le couple résultant du couple développé par le 20 moteur, et de la transmission de ce couple par le coupleur 20, fournisse un tel couple aux roues que : l'historique à venir de régime de rotation de roues, y compris sa dérivée, soit en continuité avec l'historique actuel de régime de rotation des roues. En fin de synchronisation, la dérivée de ce régime de rotation angulaire de 25 l'arbre moteur doit donc valoir S2. Sur le début de la phase de synchronisation, le régime du moteur peut varier de manière linéaire pour se rapprocher du régime final souhaite, donc avoir une dérivée constante. Un mode possible de calcul de la première accélération angulaire est le suivant : 30 Tant que N(t)ùni(t) Ani, alors (O0(t)= -nfin (to) = A Puis quand N(t)ùn1(t) < An , alors wo(t)=A N(t)ùn,(t) +n(t) x 1 N(t)ùn,(t) Ani Ani *Le bloc 45 calcule une valeur objectif S2 d'accélération 5 angulaire de l'arbre moteur 4 : égale à la dérivée de régime de roues multipliée par le rapport de démultiplication du rapport en cours d'engagement (k2), soit SI = k2 dR Dans les deux lignes précédentes, A représente, suivant les cas, soit la valeur Amin, soit la valeur Amax. Où Ani (en rad/s) une valeur de seuil, et T (en secondes) une durée de synchronisation, sont des paramètres fixes ou réglables, stockés dans des mémoires dédiées du module 28. *Le bloc 47 calcule une seconde accélération angulaire Wf(t), qui est une autre forme d'accélération angulaire que l'on pourrait imposer à l'arbre moteur 4 pour que le couple résultant du couple développé par le moteur et de la transmission de ce couple par le coupleur 20, fournisse un couple aux roues tel que l'historique à venir de régime de rotation de roues, y compris sa dérivée, soit en continuité avec l'historique actuel de régime de rotation des roues. En fin de synchronisation, la dérivée de ce régime de rotation angulaire de l'arbre moteur doit donc valoir S2(t). Sur le début de la phase de synchronisation, on choisit d'utiliser l'inertie J du moteur pour compenser les écarts entre le couple C(t) effectif du moteur, et la consigne de couple primaire C(t) issue du calculateur 29. Un mode possible de calcul en boucle fermée de la première accélération angulaire est le suivant Où J est l'inertie du moteur en kg. m2, An2 (en rad/s) est une valeur de seuil, qui peut être égale ou 25 différente de Ani. Pour gérer en parallèle la première et la seconde accélération angulaire, il est plus simple de choisir Ani= An2. *Le bloc 50 délivre une consigne de couple moteur Cm. calculée à partir de la première accélération angulaire. L'estompage de couple moteur (dans le cas d'un passage 30 montant) a pour but de faire prendre au régime moteur une pente négative (celle définie par la première accélération angulaire) afin de Tant que N(t)ùnfin(t) >ù An2, alors (of (t) = C(t) J C(t) =ni(t) Puis quand N(t)ùnfin(t) < Anz, alors wf(t)- (t)xN(t)ùnfin(t)+1.2(t)x N(t) ùnfin(t) An2 An2 combler l'écart de régime avec le régime du rapport cible. Pour ce faire, la consigne de couple moteur est égale à la consigne de couple primaire, à laquelle on ajoute la première accélération angulaire multipliée par l'inertie du moteur : C,r,(t)=C(t)+J w0(t) Cm et C sont exprimés en [Nm], J en [kg.m2]. Ct et C sont exprimés en [Nm] Le gain du régulateur PI sera fonction du type de changement de rapport utilisé. Par exemple, dans le cas d'un rétrogradage en décélération, le gain PI sera l'inverse de celui appliqué pour les 20 passages sous charge. La boucle de régulation du moteur 5 est une boucle ouverte, car elle ne prend en compte que des mesures directes de paramètres de fonctionnement du véhicule, c'est-à-dire R(t), N(t) et C(t). La boucle de régulation du coupleur (ici du coupleur 20) est une boucle de 25 régulation en boucle fermée, car elle prend en compte un écart entre une valeur de consigne (Of et la valeur effective d que l'on souhaite faire converger vers cette valeur de consigne. Dans le cas où la consigne de couple moteur est inférieure au couple de perte du moteur (en décélération), l'écart entre le couple de 30 perte et la consigne de couple moteur est retranché à la consigne de couple transmissible. *Le bloc 49 délivre une consigne de couple au coupleur actif, ici le coupleur 20 qui vient d'être engagé avec le pignon 14 : Cette consigne est égale à la consigne de couple primaire issue

du calculateur 29, à laquelle on ajoute les variations d'un régulateur ( cof(t)-dN~ dt ~ l'accélération angulaire effective du moteur et la seconde accélération angulaire de consigne, soit : Ct(t) = C(t)+PI(o)f(t)ù dN dt ~ Proportionnel Intégral (PI), qui régule l'erreur entre Si la consigne de couple moteur n'est pas réalisable car trop élevée (supérieure au couple maximum du moteur), l'écart entre le couple max et la consigne de couple moteur est retranché à la consigne de couple transmissible.

La première accélération angulaire wo(t) est donc construite pour converger vers la valeur objectif d'accélération angulaire f2(t) dès que le régime N du moteur approche (à E près) le régime cible nf,f(t). La seconde accélération angulaire Wf(t) est construite pour converger vers la valeur objectif d'accélération angulaire f2(t) quand le régime N du moteur atteint le régime cible nf,f(t). Si la réponse en couple du moteur était instantanée, le couple du moteur parviendrait à la consigne finale recherchée (celle permettant de maintenir le régime final stabilisé du moteur) un peu avant que le couple du coupleur ne parvienne aussi à sa consigne finale en régime stabilisé. Comme le temps de réponse de suivi de consigne est supérieur pour le moteur par rapport au temps de réponse du coupleur, on peut, en adaptant le paramètre E, obtenir une convergence presque simultanée du moteur et du coupleur vers leur couple final, et éviter des instabilités de régime en fin de phase de synchronisation, dues à la différence de temps de réponse entre moteur et coupleur. L'objet de l'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits et peut faire l'objet de nombreuses variantes. Le système de pilotage décrit peut s'appliquer à une boîte de vitesses à coupleurs multiples, comme décrit, ou à une boite de vitesses à deux embrayages, les coupleurs étant, de fait, des embrayages particuliers. La phase de synchronisation peut avoir lieu avant ou après le transfert de couple d'un système coupleur à un autre système coupleur. Le mode de calcul de la consigne de couple primaire peut être remplacé par tout autre mode de calcul prenant en compte une instruction variable émanant du conducteur, par une pédale d'accélération ou par un autre organe de pilotage. Certaines valeurs cibles, telles que la valeur objectif d'accélération angulaire du moteur, ou la vitesse angulaire cible de celui-ci, pourraient être figées en début de phase de synchronisation au lieu d'être actualisée en fonction de la vitesse de rotation des roues. Le système et le procédé de pilotage suivant l'invention permettent de réguler la synchronisation de régime du moteur en limitant les fluctuations intempestives liées aux imprécisions de suivi de consigne de couple. En effectuant la rétroaction de la régulation sur le couple transmis par le coupleur ou par l'embrayage, on s'assure de corriger la source d'erreurs plus importantes. En agissant sur des consignes de dérivées de régime plutôt que sur le régime lui-même, on améliore le niveau de continuité de la courbe de régime au premier ordre de dérivation. Le confort de conduite en est sensiblement amélioré.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Système de pilotage d'une boîte de vitesses automatique (1) de véhicule automobile munie d'au moins un moyen d'embrayage (19,20) pilotable en couple, comprenant un module électronique de passage (26) apte à piloter un basculement d'un premier rapport de la boîte à un deuxième rapport de la boîte, le module électronique de passage (26) étant apte à imposer un couple de consigne (Cm) au moteur (5) du véhicule et à imposer un couple transmissible (Ct) au moyen d'embrayage (19, 20), caractérisé en ce que le module de passage (26) comprend un module de synchronisation (28) configuré pour délivrer, pendant une phase de synchronisation, une consigne de couple moteur (Cm) calculée en fonction d'une première accélération angulaire de consigne (Wo), et une consigne de couple transmissible (Ct) calculée en fonction d'une seconde accélération angulaire de consigne (Wf), les deux accélérations de consigne étant pilotées pour que la première accélération (Wo) converge vers une valeur objectif d'accélération angulaire (1-2) du moteur (5) avant que la seconde accélération (wf) ne converge à son tour vers la même valeur objectif (1-2) d'accélération du moteur (5).
2. 2. Système de pilotage suivant la revendication 1, dans lequel le module de synchronisation (28) est configuré pour déterminer la première accélération de consigne (Wo) à partir d'une vitesse angulaire effective (N) du moteur (5) et d'une vitesse angulaire de rotation (R) des roues (31) du véhicule, et pour déterminer la seconde accélération angulaire (wf) à partir de la vitesse angulaire effective (N) du moteur (5), de la vitesse angulaire (R) des roues (31), et à partir d'un couple effectif (C) du moteur (5).
3. 3. Système de pilotage suivant la revendication 2, dans lequel le module de synchronisation (28) est configuré pour définir la consigne de couple moteur (Cm) à partir d'une consigne de couple primaire (C), à laquelle il ajoute un terme proportionnel à une inertie (J) du moteur (5) et proportionnel à la première accélération angulaire (oh).
4. 4. Système de pilotage suivant la revendication 3, dans lequel le module de synchronisation (28) est configuré pour identifier la première accélération angulaire (Wo) à une constante d'accélération moyenne angulaire (A) du moteur (5), tant que la valeur absolue de l'écart entre la vitesse angulaire effective (N) du moteur (5) et une première vitesse angulaire cible (ni) est supérieure à un premier seuil (Ani).
5. 5. Système de pilotage suivant la revendication 4, dans lequel le module de synchronisation (28) est configuré, quand la valeur absolue de l'écart entre la vitesse angulaire effective (N) du moteur (5) et la première vitesse angulaire cible (ni) est inférieure au premier seuil (Ani), pour déterminer la première accélération angulaire (Wo) comme un barycentre pondéré par cet écart, entre l'accélération (A) moyenne angulaire, et la valeur objectif d'accélération (1-2).
6. 6. Système de pilotage suivant l'une des revendications 3 à 5, dans lequel le module de synchronisation (28) est configuré pour définir la consigne de couple transmissible (Ct) par le moyen d'embrayage (19, 20) à partir de la consigne de couple primaire (C), à laquelle un régulateur proportionnel intégral (PI) ajoute un terme correctif intégré à partir de l'erreur constituée par la différence entre la seconde accélération angulaire (Wf) et l'accélération angulaire effective (- ) du moteur.
7. 7. Système de pilotage suivant la revendication 6, dans lequel le module de synchronisation (28) est configuré pour identifier la seconde accélération angulaire (wf) à une accélération inertielle égale à la différence entre le couple effectif (C) du moteur (5) et la consigne de couple primaire (C), divisée par l'inertie (J) du moteur (5), tant que la valeur absolue de l'écart entre la vitesse angulaire effective (N) du moteur (5) et une deuxième vitesse angulaire cible (min) est supérieure à un deuxième seuil (An2).
8. 8. Système de pilotage suivant la revendication 7, dans lequel le module de synchronisation (28) est configuré, quand la valeur absolue de l'écart entre la vitesse angulaire effective (N) du moteur (5) et la deuxième vitesse angulaire cible (nf,,,) est inférieure au deuxièmeseuil (An2), pour déterminer la seconde accélération angulaire (Wf) comme un barycentre pondéré par cet écart, entre l'accélération inertielle, et la valeur objectif (S) d'accélération du moteur (5).
9. 9. Système de pilotage suivant l'une des revendications 7 à 8, dans lequel le module de synchronisation (28) est configuré pour calculer la deuxième vitesse angulaire cible (nf,,,) en multipliant la vitesse angulaire actuelle (R) de rotation des roues (31) par un coefficient de démultiplication (k2) associé au deuxième rapport, et dans lequel le module de synchronisation (28) est configuré pour calculer la première vitesse angulaire cible (ni) comme une valeur intermédiaire entre la deuxième vitesse angulaire cible (nf,,,), et la vitesse angulaire de rotation effective du moteur (N) au début de la phase de synchronisation.
10. 10. Système de pilotage suivant l'une des revendications 3 à 9, dans lequel le module de synchronisation (28) est configuré pour calculer la consigne de couple primaire (C) à partir d'une valeur de couple cartographiée en fonction d'une pression ou d'une position de pédale d'accélération (34) du véhicule, à laquelle valeur de couple est soustraite l'inertie (J) du moteur (5) multipliée par l'accélération angulaire effective (- ) du moteur (5).
11. 11. Système de pilotage suivant l'une des revendications 1 à 10, dans lequel le module de synchronisation (28) est configuré pour calculer la valeur objectif d'accélération angulaire (S) du moteur en multipliant l'accélération angulaire actuelle (- ) des roues (31) par un coefficient de démultiplication (k2) associé au deuxième rapport.
12. 12. Procédé de pilotage d'un groupe motopropulseur de véhicule automobile comprenant un moteur et une boîte de vitesses automatique (1) munie d'au moins un moyen d'embrayage (19, 20) pilotable en couple, le procédé incluant une étape, pendant un changement d'un premier rapport vers un second rapport de la boîte, où le couple transmis aux roues (31) du véhicule est obtenu en imposant au moteur (5) une consigne de couple moteur (Cm) calculée en fonction d'une première accélération angulaire de consigne (Wo), et en imposantau moyen d'embrayage (19, 20) une consigne de couple transmissible (Ct) calculée en fonction d'une seconde accélération angulaire de consigne (Wf), les deux accélérations angulaires de consigne étant pilotées pour que la première accélération (Wo) converge vers une valeur objectif d'accélération angulaire (1-2) du moteur avant que la seconde accélération (Wf) ne converge à son tour vers la même valeur objectif d'accélération angulaire (1-2).
13. 13. Procédé de pilotage suivant la revendication 12, dans lequel la convergence de la première accélération angulaire (Wo), et respectivement, de la seconde accélération angulaire (Wf), est gérée en fonction de la distance de la vitesse angulaire effective (N) du moteur (5) par rapport à une première vitesse angulaire cible (ni), et respectivement, par rapport à une deuxième vitesse angulaire cible (nfin)