FR2967959A1 - Procede de commande pour une boite de vitesse automatique - Google Patents

Abstract

Procédé de commande pour une boite de vitesse automatique, pouvant être utilisée sur un véhicule à moteur, comprenant, les étapes de : - surveillance de la valeur de la dérivée (RM') du régime moteur (RM), - si ladite valeur (RM') devient inférieure à un seuil (S ), commande d'un moyen d'embrayage afin de désaccoupler l'arbre primaire et l'arbre secondaire de la boite de vitesse automatique

Description

Procédé de commande pour une boite de vitesse automatique

La présente invention concerne une boite de commande automatique et un procédé de commande d'une telle boite.

Plus particulièrement, la présente invention permet d'éviter un calage du moteur. Sur un véhicule équipé d'une boite automatique, il est possible, la boite de vitesse automatique étant en prise, que le véhicule exerce sur le moteur, via la boite de vitesse automatique, un couple résistant de sens opposé au couple moteur. Si la valeur de ce couple croit jusqu'à devenir trop importante, en valeur absolue, relativement au couple moteur, cela peut conduire à un calage du moteur. Ceci est par exemple possible lorsque la boite de vitesse automatique est commandée dans une sélection active vers l'avant (D, 1, 2, 3), que le véhicule se trouve sur une pente montante, sans être freiné et le moteur tournant à un régime faible, par exemple de ralenti. Ceci est encore possible lorsque la boite de vitesse automatique est commandée dans une sélection active vers l'arrière (R), que le véhicule se trouve sur une pente descendante, sans être freiné et le moteur tournant à un régime faible, par exemple de ralenti. Le véhicule non freiné roule par gravité selon la pente et entraîne l'arbre secondaire de la boite de vitesse automatique. La boite de vitesse automatique étant en prise, ceci provoque un entraînement de l'arbre primaire et ceci dans un sens de rotation opposé au sens de rotation du moteur, et peut conduire au calage dudit moteur.

Un tel calage est très préjudiciable à la sécurité du véhicule en ce qu'il peut entraîner une suppression des assistances de direction et/ou de freinage. Il est ainsi important d'éviter que ne se produise un tel calage du moteur.

Il est connu de remédier à ce problème en évitant l'apparition du couple résistant par un actionnement automatique du frein. Cependant une telle solution commande le frein indépendamment d'une action par le conducteur sur la pédale de frein. Ceci conduit à un état posant problème en terme de sécurité, notamment lors de sa désactivation. Il est encore connu de remédier à ce problème en augmentant le couple moteur, par exemple par une augmentation automatique du régime moteur. Cependant une telle solution commande le régime moteur indépendamment d'une action par le conducteur sur la pédale d'accélérateur. Une telle solution place le véhicule dans un état d'équilibre, s'accompagnant de problèmes de sécurité, lors du maintien de cet état s'il se prolonge et lors de sa désactivation. La présente invention remédie à ces différents inconvénients en proposant une solution alternative et plus simple. L'invention a pour objet un procédé de commande pour une boite de vitesse automatique, pouvant être utilisée sur un véhicule à moteur, comprenant, les étapes de : surveillance de la valeur de la dérivée du régime moteur, si ladite valeur devient inférieure à un seuil, commande d'un moyen d'embrayage afin de désaccoupler l'arbre primaire et l'arbre secondaire de la boite de vitesse automatique. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape de commande comprend encore : activation d'un signal d'alerte à l'attention d'un conducteur du véhicule. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit signal d'alerte comprend un allumage en mode clignotant d'un voyant de position du levier de commande de la boite de vitesse automatique. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit signal d'alerte comprend un signal sonore.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend, après l'étape de commande du moyen d'embrayage, les étapes de : surveillance de la valeur de la vitesse du véhicule, la position du levier de commande de la boite de vitesse automatique, la position de la pédale d'accélérateur, l'activation d'un mode de sécurité de fonctionnement, et si la valeur de la vitesse du véhicule devient sensiblement nulle, ou si la position du levier de commande de la boite de vitesse automatique change pour une position non active : Parc ou Neutre, ou si la position de la pédale d'accélérateur devient supérieure à un certain seuil de demande de couple, ou si un mode de sécurité de fonctionnement est activé, commande inverse dudit moyen d'embrayage, et retour à un mode de pilotage de la boite de vitesse automatique selon la position du levier de commande de la boite de vitesse automatique. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape de commande inverse comprend encore : désactivation du signal d'alerte à l'attention d'un conducteur du véhicule. L'invention concerne encore une boite de vitesse automatique comprenant un système de commande comprenant un tel procédé. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement une boite de vitesse automatique dans son contexte d'utilisation, - la figure 2 présente un chronogramme illustrant l'activation du procédé selon un mode de réalisation, - la figure 3 présente un chronogramme illustrant la désactivation du procédé selon un mode de réalisation. La figure 1 présente une boite de vitesse automatique 2 dans son contexte d'utilisation. Ladite boite de vitesse automatique 2 est mécaniquement reliée à un moteur 1 par un arbre primaire 4. La boite de vitesse automatique 2 est encore mécaniquement reliée à un train de roulement 3, figuré ici par une roue 3, par un arbre secondaire 5.

En fonctionnement nominal typique, le moteur 1 entraîne l'arbre primaire afin de transmettre un couple et une vitesse de rotation primaires à la boite de vitesse automatique 2. La boite de vitesse automatique 2 transforme le couple et la vitesse primaires selon son mode de fonctionnement et transmet un couple et une vitesse secondaires à l'arbre secondaire 5 afin d'entraîner le train de roulement 3. La boite de vitesse automatique 2 transforme couples et vitesses en sélectionnant un rapport 7 parmi plusieurs.

Lorsque le problème ci-dessus évoqué se produit, la boite de vitesse automatique 2 transmet, au contraire, un couple résistant produit par le train de roulement 3 vers le moteur 1.

Au contraire des solutions employées selon l'art antérieur, qui agissent sur les causes du problème en les limitant ou en les corrigeant, l'invention se propose, de laisser le véhicule rouler sur la pente et créer un couple résistant, de conserver un régime moteur RM faible, par exemple proche du régime de ralenti, mais d'agir en supprimant la transmission par la boite de vitesse automatique 2 dudit couple résistant au moteur 1. Pour cela, dès que la situation problématique est détectée, la boite de vitesse automatique 2 est commandée afin de désaccoupler l'arbre secondaire 5 et l'arbre primaire 4. Ainsi le couple résistant ne peut être transmis au moteur 1, qui ne risque ainsi pas de caler. En référence avec la figure 2 qui présente sur un chronogramme comparatif, l'évolution temporelle de différentes grandeurs, va maintenant être détaillée la mise en oeuvre d'un procédé anti-calage, depuis la détection du problème jusqu'à l'activation d'une stratégie de sauvegarde. Sont présentés sur le chronogramme de la figure 2, en fonction du temps 8, plusieurs courbes comparées figurant l'évolution respective des grandeurs : RM : régime moteur (vitesse angulaire de l'arbre primaire 4), R : vitesse roue (vitesse angulaire de l'arbre secondaire 5), V : vitesse longitudinale du véhicule, RM' : dérivée du régime moteur RM, SRm : seuil de dérivée du régime moteur d'activation, F : état de commande du freinage E : état de commande du moyen d'embrayage.

La détection de la situation problématique s'effectue en surveillant le régime moteur RM ou plus précisément la valeur de sa dérivée RM' relativement au temps. En effet, il apparaît qu'un calage du moteur 1 est précédé par une brutale diminution du régime moteur RM. Le calage du moteur se produit pour une valeur négative limite de la dérivée RM' du régime moteur RM. En positionnant un seuil SRm de la dérivée RM' du régime moteur un peu au dessus de cette valeur limite, il est possible de détecter ladite situation problématique et l'imminence d'un calage moteur juste avant qu'il ne se produise, dès que la dérivée RM' du régime moteur devient inférieure audit seuil SRm. Le chronogramme de la figure 2 présente un scénario typique de production d'une situation problématique, de détection de cette situation problématique, et d'activation d'une stratégie corrective de sauvegarde. Le chronogramme s'articule, de gauche à droite en quatre phases principales 9, 10, 11 et 12. De gauche à droite, on trouve une première phase 9. Durant cette phase 9, le frein F est dans un état haut et donc activé. Le régime moteur RM est en régime de ralenti, typiquement minimum. Sa dérivée RM' est constante égale à zéro. Il en est de même pour la vitesse V du véhicule et pour la vitesse R du train de roulement 3.

A l'instant t1r débute une seconde phase 10. Le frein F passe dans un état bas, désactivé ou non freiné. Le véhicule, se trouvant sur une pente, se met à rouler sous l'effet de sa masse. Il s'ensuit, en valeur absolue, une augmentation sensiblement linéaire de la vitesse V du véhicule ainsi que de la vitesse R du train de roulement 5. Cependant, puisque ladite pente est de sens contraire au sens d'avancement commandé par la position du levier de commande de boite de vitesse automatique, il est créé un couple résistant dont le sens est opposé à celui du couple moteur. Ceci entraîne une chute du régime moteur RM qui descend en dessous de sa valeur déjà minimale de ralenti. Cette chute, comme visible sur la courbe RM présente une variation de plus en plus importante. Il en résulte, comme visible sur la courbe RM', une valeur de la dérivée RM' négative et de plus en plus faible. Cette valeur de la dérivée RM' diminue jusqu'à devenir inférieure, à l'instant d'activation ta, à une valeur seuil SRm indicative d'un calage imminent. Le franchissement de ce seuil SRm est utilisé pour déclencher une stratégie de sauvegarde empêchant ledit calage du moteur. Pour cela, à l'instant d'activation ta, qui marque le début d'une phase 11 de sauvegarde, est commandé un moyen d'embrayage 6. Ceci est figuré par le changement d'état, ici par exemple de l'état haut à l'état bas, de la courbe E de commande dudit moyen d'embrayage 6. Le moyen d'embrayage 6 doit être compris de manière fonctionnelle. Ledit moyen d'embrayage 6 recouvre un ou plusieurs organes contribuant à réaliser la fonction suivante : durant l'activation de la stratégie de sauvegarde, lorsque le moyen d'embrayage 6 est commandé, lorsque E est à l'état bas, l'arbre primaire 4 et l'arbre secondaire 5 sont désaccouplés et aucun couple ne peut être transmis au moins dans le sens arbre secondaire 5 vers arbre primaire 4. Hors activation, soit avant l'instant d'activation ta ou après l'instant de désactivation td, lorsque le moyen d'embrayage 6 n'est pas commandé, lorsque E est à l'état haut, la boite de vitesse automatique 2 fonctionne selon son mode nominal, typiquement fonction de la position du levier de commande de boite de vitesse automatique. Le moyen d'embrayage 6 peut être, selon un mode de réalisation, comme illustré à la figure 1, un embrayage en série avec le reste de la boite de vitesse automatique 2, qui est embrayé avant l'instant d'activation ta et débrayé ensuite pendant l'activation de la stratégie de sauvegarde, puis à nouveau embrayé après l'instant td de désactivation de la stratégie de sauvegarde. Il peut encore s'agir d'une roue libre sur le rapport actif n'entraînant que dans le sens moteur vers roue, commandable entre un état libre pendant l'activation de la stratégie de sauvegarde et un état craboté lorsque la stratégie est désactivée. Il peut encore, dans le cas d'une boite de vitesse automatique comportant autant de branches parallèles que de rapports, chaque branche comportant un embrayage, d'une commande adaptée et concertée du ou desdits embrayages en fonction du rapport actif et de l'état d'activation de la stratégie de sauvegarde.

L'homme du métier sait réaliser un tel moyen fonctionnel soit en utilisant les organes présent dans une boite de vitesse automatique en fonction de son architecture ou soit en la complétant par ajout d'un organe.

Quel que soit son mode de réalisation, cette commande du moyen d'embrayage 6, qui a pour effet de désaccoupler l'arbre primaire 4 et l'arbre secondaire 5, stoppe la transmission du couple résistant de l'arbre secondaire 5 vers l'arbre primaire 4 et le moteur 1. Il s'ensuit, que le moteur 1 ainsi libéré, revient vers un régime nominal de ralenti. Ceci est visible sur le chronogramme de la figure 2, avec une remontée en phase 11 de la courbe de régime moteur RM vers sa valeur initiale en phase 9, de ralenti. Le calage moteur est ainsi évité.

Après l'instant ter la stratégie de sauvegarde est toujours active. Si la phase 11 est une phase corrective, ou d'évitement du calage, on peut distinguer une nouvelle phase 12 de stabilisation, où certaines grandeurs reviennent à des valeurs plus stables ou plus acceptables.

Cependant, si le véhicule est toujours sur une pente, n'étant pas freiné, sa vitesse V continue de croître. De plus, le désaccouplement de la transmission est un état exceptionnel. Aussi convient il de prévenir un conducteur du véhicule de cet état pas un signal d'alerte visant à attirer son attention et à l'informer afin qu'il puisse prendre des mesures correctives. Selon un mode de réalisation, ledit signal d'alerte peut être un signal visuel, par exemple par un voyant. Ledit signal visuel peut être sous forme d'un allumage en mode clignotant d'un voyant de position du levier de commande de la boite de vitesse automatique 2. Le levier de commande de la boite de vitesse automatique n'a normalement pas été déplacé. Le voyant de retour indiquant, par exemple, sur la console ou sur la planche de bord, la position du levier de commande (R, D, 1, 2, 3) est allumé en continu en mode nominal. L'utilisation du clignotement permet une différentiation indiquant l'activation de la stratégie de sauvegarde. De plus le clignotement permet d'attirer l'attention du conducteur sur cet état exceptionnel. Selon un autre mode de réalisation, le signal d'alerte, de manière alternative ou complémentaire au signal visuel, peut être un signal sonore. Il peut s'agit d'un signal relativement bref lors de l'activation, ou encore d'un signal maintenu durant toute la phase d'activation de la stratégie de sauvegarde. Il va maintenant être décrit, en relation avec le chronogramme de la figure 3, comment il est possible, selon un exemple, de désactiver la stratégie de sauvegarde. Le chronogramme de la figure 3 s'articule, de gauche à droite en quatre phases principales 11, 12, 13 et 14. On retrouve à gauche les deux phases 11, 12 déjà présentes à la figure 2, durant lesquelles la stratégie de sauvegarde est activée. Durant ces phases, le moyen d'embrayage E est commandé, désaccouplant l'arbre primaire 4 et l'arbre secondaire 5. Plusieurs conditions peuvent conduire à désactiver la stratégie de sauvegarde. Ainsi il convient de désactiver la 20 stratégie de sauvegarde : - si la valeur de la vitesse V du véhicule devient sensiblement nulle, ou - si la position du levier de commande de la boite de vitesse automatique change pour une position non active : Parc ou 25 Neutre, ou - si la position de la pédale d'accélérateur devient supérieure à un certain seuil de demande de couple, - si un mode de sécurité de fonctionnement est activé. Lorsque la stratégie de sauvegarde est activée, lorsque 30 le moyen d'embrayage 6 est commandé, les différentes conditions précédentes sont surveillées. Chacune de ces conditions, prise séparément, sauf la première, indique une volonté du conducteur de reprendre le contrôle du véhicule. Dans tous les cas, un calage moteur 35 n'est plus à craindre. La stratégie de sauvegarde peut alors être désactivée et la boite de vitesse automatique 2 peut revenir à un mode de commande nominal. Une vitesse sensiblement nulle indique soit que le véhicule n'est plus sur une pente, soit que le frein a été activé. Dans les deux cas, un calage moteur n'est plus à craindre. On distingue pour une boite de vitesse automatique des positions du levier de commande actives : D (Drive), R (Reverse), 1, 2, 3, dans lesquelles la boite de vitesse 2 est en prise, et l'arbre primaire 4 et l'arbre secondaire 5 sont mécaniquement liés, et aptes à se transmettre un couple. On peut dans ces positions actives distinguer encore des positions avant : D, 1, 2, 3 et une position arrière : R. On distingue encore des positions non actives : P (Parc) et N (Neutre). Un changement de position du levier de commande de la boite de vitesse automatique vers une position non active, bascule vers une position Parc ou une position Neutre. Une position Neutre désaccouple l'arbre primaire 4 et l'arbre secondaire 5. Elle reproduit ainsi l'état de la boite de vitesse automatique 2 lors de la stratégie de sauvegarde. Cette stratégie peut alors être désactivée. Une position Parc crabote l'arbre primaire 4 et l'arbre secondaire 5. Cependant un passage en position Parc n'est possible que véhicule arrêté. Un calage moteur n'est dans ce cas plus à craindre et la stratégie de sauvegarde peut être désactivée. Une détection d'une position de la pédale d'accélérateur supérieure à un certain seuil, indique de la part du conducteur une demande de couple. Cette commande appliquée sur la pédale d'accélérateur entraîne une augmentation du régime moteur RM et donc du couple moteur. Ce couple moteur, vient s'opposer au couple résistant et empêche un calage moteur. La stratégie de sauvegarde peut alors être désactivée. Une autre raison de désactiver la stratégie de sauvegarde est une détection d'une activation d'un mode de sécurité de fonctionnement.

Un mode de sécurité est activé lorsque le système électronique de contrôle détecte une anomalie de composants ou une incohérence de calcul. Ces composants fournissent des informations sous forme analogique ou numérique. Ils peuvent ainsi commander des actuateurs hydrauliques ou mécaniques. Un signal analogique ou numérique dénaturé et fourni par un système électronique embarqué autre que celui de la boîte de vitesse automatique peut impacter les différents calculs effectués par le système de contrôle de la boîte de vitesse automatique. Cette incohérence induit un mode de sécurité de fonctionnement. Le mode de sécurité de fonctionnement d'une boîte de vitesse automatique assure sommairement un rapport de marche avant et un rapport de marche arrière. Une gestion fine électro-hydraulique est alors impossible à réaliser. Dans le contexte de l'invention, lorsque cette stratégie de sauvegarde est activée, l'apparition d'un mode de sécurité imposera la désactivation radicale de cette stratégie de sauvegarde. Le chronogramme de la figure 3 détaille un exemple de désactivation, dans le premier cas, correspondant à une annulation de la vitesse V. A l'instant t3 une commande de frein est appliquée, indiquée par la courbe F passant d'un état bas à un état haut, correspondant à un freinage commandé. Il en résulte une phase 13 de décroissance de la vitesse V, la stratégie de sauvegarde étant toujours active. La vitesse V décroît jusqu'à devenir, à l'instant td, inférieure à un seuil Sv de vitesse, avec une valeur de Sv très faible à sensiblement nulle. A cet instant de désactivation td, une des conditions de désactivation, ici la première condition concernant la vitesse V, est vérifiée. La stratégie de sauvegarde peut alors être désactivée. Cette désactivation comporte une étape de commande inverse du moyen d'embrayage 6. La boite de vitesse automatique 2 n'est plus désaccouplée, et retourne à un mode de pilotage nominal. Ce mode de pilotage nominal correspond au mode commandé par la position du levier de commande de la boite de vitesse automatique. Il coïncide avec le mode de pilotage initial, avant l'activation de la stratégie de sauvegarde, si le levier n'a pas été déplacé (hors deuxième condition). Si un signal d'alerte, de quelque nature, à l'attention d'un conducteur du véhicule, avait été activé lors de l'activation de la stratégie de sauvegarde, il est avantageusement désactivé, dans la mesure de son activation, lors de la désactivation de la stratégie de sauvegarde.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de commande pour une boite de vitesse automatique (2), pouvant être utilisée sur un véhicule à moteur (1), caractérisé en ce qu'il comprend, les étapes de : - surveillance de la valeur de la dérivée (RM') du régime moteur (RM), - si ladite valeur (RM') devient inférieure à un seuil (SRm), commande d'un moyen d'embrayage (6) afin de désaccoupler l'arbre primaire (4) et l'arbre secondaire (5) de la boite de vitesse automatique (2).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, où l'étape de commande 15 comprend encore : - activation d'un signal d'alerte à l'attention d'un conducteur du véhicule.
3. 3. Procédé selon la revendication 2, où ledit signal 20 d'alerte comprend un allumage en mode clignotant d'un voyant de position du levier de commande de la boite de vitesse automatique (2).
4. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, où ledit signal 25 d'alerte comprend un signal sonore.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant encore, après l'étape de commande du moyen d'embrayage (6), les étapes de : 30 - surveillance de : - la valeur de la vitesse (V) du véhicule, - la position du levier de commande de la boite de vitesse automatique (2), - la position de la pédale d'accélérateur, 35 - l'activation d'un mode de sécurité de fonctionnement, si la valeur de la vitesse (V) du véhicule devient sensiblement nulle, ou si la position du levier de commande de la boite de vitesse automatique (2) change pour uneposition non active : Parc ou Neutre, ou si la position de la pédale d'accélérateur devient supérieure à un certain seuil de demande de couple, ou si un mode de sécurité de fonctionnement est activé, - commande inverse dudit moyen d'embrayage (6), et - retour à un mode de pilotage de la boite de vitesse automatique (2) selon la position du levier de commande de la boite de vitesse automatique.
6. 6. Procédé selon la revendication 5, où l'étape de commande inverse comprend encore : - désactivation du signal d'alerte à l'attention d'un conducteur du véhicule.
7. 7. Boite de vitesse automatique, caractérisée en ce qu'elle comprend un système de commande comprenant un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.