FR3038357A3 - Procede de commande d'une boite de vitesses a changement de rapport automatise et boite de vitesses pour vehicule automobile correspondante - Google Patents

Abstract

Selon ce procédé de commande, on contrôle le régime et la charge du moteur du véhicule et l'on commande un changement descendant de rapport de vitesse si les critères de fonctionnement du moteur atteignent ou dépassent des valeurs de seuil respectives. En outre, on commande un changement descendant de rapport de vitesse si les critères atteignent ou dépassent des valeurs de seuil respectives pendant une durée déterminée.

Description

Procédé de commande d’une boîte de vitesses à changement de rapport automatisé et boîte de vitesses pour véhicule automobile correspondante L’invention concerne, de manière générale, les boîtes de vitesses automatisées pour véhicule automobile à moteur thermique.

Plus particulièrement, l’invention concerne la commande d’une boîte de vitesses automatisée pour véhicule automobile capable de réduire les oscillations vibratoires d’un moteur à bas régime et à forte charge.

En effet, lorsque les moteurs thermiques délivrent un fort couple à bas régime, une oscillation vibratoire importante du groupe motopropulseur est générée qui engendre dans l’habitacle des vibrations et des désagréments sonores qui sont généralement mal perçus par le conducteur et les passagers.

Le conducteur d’un groupe motopropulseur avec boîte de vitesses manuelle ne reste généralement pas à bas régime et à forte charge lorsqu’il conduit un véhicule qui vibre à cause des oscillations vibratoires ainsi générées. Il a tendance à rétrograder pour augmenter le régime de fonctionnement et faire disparaître ces oscillations vibratoires. Il se prive toutefois d’un fonctionnement du moteur dans des conditions où la consommation du carburant est particulièrement faible.

En ce qui concerne les groupes motopropulseurs avec boîte de vitesses à changement de rapport automatisé, le calculateur de commande de la boîte impose au groupe motopropulseur des réglages qui interdisent au moteur de fonctionner à forte charge et à bas régime.

On empêche donc également le moteur de fonctionner dans des conditions où la consommation du carburant est particulièrement faible.

En effet, dans les véhicules à boîte de vitesses à changement de rapport automatisé, il existe des stratégies pour interdire de rester sur un rapport de boîtes élevé lorsque le régime est trop bas et lorsque la charge du moteur est trop forte pour protéger le conducteur d’une gêne sonore et vibratoire.

Ainsi, on connaît déjà, dans l’état de la technique, des techniques permettant de réduire les bruits de bourdonnement qui apparaissent sur certains points de fonctionnement du moteur.

On pourra à cet égard se référer au document KR 1006 45 577 dans lequel on mesure les bruits engendrés par des organes internes d’une boîte de vitesses automatique et dans lequel on pilote un glissement relatif entre les organes internes de la boîte pour réduire le bruit mesuré.

On pourra également se référer au document US 4 885 960.

Au vu de ce qui précède, l’invention se propose de commander une boîte de vitesses à changement de rapport automatisé capable d’autoriser momentanément le fonctionnement du moteur à faible régime et à forte charge, tout en réduisant les risques d’apparition de vibrations. L’invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un procédé de commande d’une boîte de vitesses à changement de rapport automatisé pour véhicule automobile à moteur thermique, dans lequel on contrôle le régime et la charge du moteur du véhicule et l’on commande un changement descendant de rapport de vitesse si les critères de fonctionnement du moteur atteignent ou dépassent des valeurs de seuil respectives.

On commande un changement descendant de rapport de vitesse si lesdits critères atteignent ou dépassent des valeurs de seuil respectives pendant une durée prédéterminée.

En d’autres termes, on autorise le fonctionnement du moteur thermique à bas régime et à forte charge pendant une durée limitée. Pendant cette durée limitée, l’environnement vibratoire n’a pas le temps de s’installer avec de fortes amplitudes.

Au-delà de cette durée, on peut autoriser un ordre de passage de rapport inférieur de boîte pour que le moteur quitte la zone à bas régime.

Selon une autre caractéristique du procédé de commande, les critères de fonctionnement du moteur consistent à vérifier si le régime du moteur devient inférieur à une première valeur de seuil de régime et si la charge du moteur devient supérieure à une deuxième valeur de seuil de charge.

On notera que selon ce procédé, on détecte en outre un rapport de vitesse engagé et Ton commande un changement descendant de rapport si le rapport engagé est supérieur ou égal à 2.

Dans un mode de mise en œuvre, on déclenche une temporisation, on met en œuvre une première phase au cours de laquelle on affecte au moteur une première consigne de charge, on vérifie si lesdits critères atteignent ou dépassent lesdites valeurs de seuil respectives et, si tel est le cas, on mémorise l’instant où lesdites valeurs de seuil sont atteintes ou dépassées, et on met en œuvre une deuxième phase au cours de laquelle on affecte au moteur une deuxième consigne de charge, sans changement de rapport, on vérifie si lesdits critères atteignent ou dépassent lesdites valeurs de seuil respectives et, si tel est le cas, on mesure la durée écoulée depuis l’instant mémorisé à la première phase et l’on procède à un changement de rapport si cette durée dépasse une valeur de seuil de durée.

Ainsi, si la durée mesurée lors de la deuxième phase est inférieure à ladite valeur de seuil de durée, on commande la combustion du moteur selon ladite deuxième consigne de charge.

Par ailleurs, si lors de la deuxième phase les critères n’atteignent pas ou ne dépassent pas lesdites valeurs de seuil respectives, le procédé retourne à la première phase.

Dans un mode de mise en œuvre, après changement du rapport de vitesse, le procédé retourne à l’étape de déclenchement de la temporisation.

En outre, selon encore une autre caractéristique du procédé de commande selon l’invention, après déclenchement de la temporisation, on procède à une détection de rapport engagé.

On peut prévoir que les première et deuxième phases sont mises en œuvre chacune pendant un cycle de fonctionnement du moteur.

Avantageusement, après détection du rapport engagé, et avant la première phase, on commande le fonctionnement du moteur selon une consigne de charge initiale pendant un cycle de fonctionnement du moteur. L’invention a également pour objet, selon un deuxième aspect, une boîte de vitesses automatisée pour véhicule automobile comprenant un calculateur de commande de changement de rapport, ce calculateur comprenant des moyens pour la mise en œuvre d’un procédé tel que défini ci-dessus. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence à la figure unique annexée qui illustre les principales phases d’un procédé de commande d’une boîte de vitesses à changement de rapport automatisé conforme à l’invention.

Selon ce procédé, il s’agit d’autoriser le fonctionnement du groupe motopropulseur dans des conditions de forte charge et à bas régime lorsque ces conditions ne durent pas au-delà d’une durée prédéterminée.

En effet, un véhicule fonctionne généralement sur des points de fonctionnement, en termes de régime et de charge, qui varient dynamiquement.

En premier lieu, il est possible que le véhicule ne reste pas longtemps dans des conditions de forte charge et à bas régime. Dans ce premier cas, le véhicule a le temps d’accélérer depuis un fonctionnement à bas régime sans que la gêne du conducteur soit établie durablement. C’est typiquement le cas lorsqu’un conducteur effectue une relance à bas régime avec un rapport de boîte de vitesses élevé sur une route plate. Ces situations arrivent fréquemment lorsque le couple du moteur est élevé à bas régime.

En second lieu, il est également possible que le véhicule reste longtemps dans des conditions de forte charge et de bas régime. Tel est en particulier le cas lorsqu’un véhicule aborde une pente en restant à vitesse constante. Dans ce second cas, le véhicule s’installe à bas régime sur de plus fortes charges du moteur de sorte que l’environnement vibratoire et sonore s’installe durablement.

En autorisant par exemple, dans le premier cas, la boîte de vitesses du véhicule à rester sur un rapport élevé et donc à bas régime, le fonctionnement du moteur à bas régime et à forte charge est plus fréquemment autorisé, pour des manœuvres transitoires, ce qui réduit la consommation en carburant comparativement à des groupes motopropulseurs équipés de boîtes qui sont pilotées de manière à immédiatement rétrograder dans de telles conditions de fonctionnement, et ce sans qu’un environnement vibratoire néfaste soit perçu par le conducteur ou les passagers.

Le procédé de commande selon l’invention consiste ainsi à surveiller la durée pendant laquelle le moteur fonctionne à forte charge et à bas régime et à empêcher un changement descendant de rapport de boîte tant qu’une valeur de seuil de durée n’est pas atteinte.

Ainsi, comme le montre la figure annexée, le procédé débute par une première étape 1 au cours de laquelle une horloge est réinitialisée à zéro puis on déclenche l’horloge pour mesurer le temps écoulé pendant le fonctionnement du moteur thermique lors du roulage du véhicule.

Le procédé met alors en œuvre une phase préliminaire EO au cours de laquelle on détecte le rapport de boîte de vitesses engagé (étape 2) et l’on calcule une valeur de consigne de charge initiale (étape 3). Il s’agit par exemple de calculer une consigne PME de pression moyenne effective.

Lors d’une première phase El du procédé, on va ensuite détecter si des critères de fonctionnement du moteur atteignent ou dépassent des valeurs de seuil respectives qui seraient susceptibles de nécessiter un changement descendant de rapport de vitesse si la valeur de ces critères était maintenue durablement à de tels niveaux pour éviter l’apparition de vibrations.

Cette première phase El débute par une première étape 4 de combustion suivant la consigne de charge calculée lors de la phase préalable EO.

Par combustion on entend ici un processus qui amène à la combustion d’un moteur thermique, indifféremment à autoinflammation ou à allumage commandé.

Cette combustion suivant la consigne de charge préalable est mise en œuvre pendant un cycle de fonctionnement du moteur.

Lors de l’étape 5 suivante, pour le cycle suivant, on calcule une nouvelle valeur de consigne de charge.

Lors des étapes 6, 7 et 8 suivantes, on vérifie si des critères de fonctionnement du moteur atteignent ou dépassent des valeurs de seuil respectives.

Il s’agit, en premier lieu, de détecter si la charge du moteur est supérieure à une valeur de seuil de charge Cseuil.

Si tel n’est pas le cas, le procédé retourne à l’étape 4 précédente, c’est-à-dire au début de la phase El.

Si tel est le cas, lors de l’étape 7 suivante, on vérifie si le régime dépasse une valeur de seuil de régime correspondante Rseuil.

Si tel est le cas, le procédé retourne également à l’étape 4 précédente.

Si tel n’est pas le cas, lors de l’étape 8 suivante, on vérifie si le rapport de vitesse de la boîte BV est supérieur ou égal à 2.

Si tel n’est pas le cas, le procédé retourne à l’étape 4 précédente.

Ainsi, si la charge du moteur est supérieure à la valeur de seuil de charge C seuil, si le régime du moteur est inférieur ou égal à une valeur de seuil de régime R seuil, on considère que le moteur fonctionne à forte charge et à bas régime et si le rapport de vitesses de la boîte est supérieur ou égal à 2, lors de l’étape 10 suivante, on mémorise l’instant où les critères de fonctionnement du moteur ont atteint ou dépassé les valeurs de seuil respectives.

Le procédé se poursuit alors par une deuxième phase E2 au cours de laquelle on vérifie à nouveau ces critères pour un cycle de fonctionnement suivant du moteur, sans modification du rapport de boîtes de vitesses.

Lors de la première étape 10 de cette deuxième phase E2, on met en œuvre la combustion et on calcule une nouvelle valeur de consigne de charge (étape 11) pour le cycle suivant.

Bien entendu, au cours de cette phase E2, la temporisation est maintenue.

Lors de l’étape 12 suivante, on calcule si la charge du moteur est supérieure à la valeur de seuil de charge C seuil.

Si tel n’est pas le cas, le procédé retourne à l’étape 4 de la première phase El.

On vérifie ensuite si le régime du moteur est supérieur à la valeur de seuil de régime R seuil (étape 13).

Si cette valeur de seuil est dépassée, le procédé retourne également à l’étape 4 précédente.

Si les tests réalisés lors des étapes 12 et 13 permettent de déterminer que le moteur fonctionne à forte charge et à régime insuffisant, on observe alors la durée écoulée depuis l’instant tl mémorisée lors de l’étape 9 précédente.

Si cette durée écoulée depuis l’instant tl est inférieure à une valeur de seuil de durée Tseuil, alors le procédé retourne à l’étape 10 précédente pour que la combustion pour le cycle de fonctionnement suivant du moteur soit réalisée conformément à la valeur de consigne de charge calculée lors de l’étape 11 précédente.

Au contraire, si la durée écoulée depuis l’instant tl est supérieure à la valeur de seuil de durée T seuil, on demande à l’automate de commande de changement de rapport de provoquer un passage au rapport inférieur (étape 15).

Le procédé retourne ensuite au début de la phase préliminaire E0 afin de contrôler qu’un rapport de vitesse est effectivement engagé avant de vérifier les critères de fonctionnement du moteur afin de ne pas déclencher de mauvaise interprétation de couple ou de régime.

Comme on le conçoit, l’invention qui vient d’être décrite permet de maintenir un fonctionnement d’un moteur équipé d’une boîte de vitesses à changement de rapport automatisée à bas régime et à forte charge dans une durée limitée.

Par exemple, cette durée et, par conséquent, la valeur de seuil de durée T seuil peut être de l’ordre de quelques secondes, par exemple égale à 2 secondes. Ainsi, pendant cette période, on autorise le moteur à rester dans une zone de fonctionnement à forte charge et à bas régime puisqu’il a été constaté que pour une telle durée, les problèmes de vibrations et de bruit n’apparaissent généralement pas.

On considère par ailleurs qu’une forte charge, et par conséquent la valeur de seuil de charge C-seuil, est de l’ordre de 70 à 80% de la charge maximale.

Il s’agit ainsi d’autoriser le moteur à fonctionner à une charge comprise entre environ 70 à 80% de la charge maximale et 100% de la charge maximale.

Ainsi, par exemple, pour un moteur ayant un couple maximal de 200 N.m à un régime de 1500 tours, cette valeur de seuil C_seuil peut être comprise entre 140 et 160 N.m.

Enfin, la valeur de seuil de régime R seuil est par exemple de 2000 tours/minute.

On notera enfin que le procédé qui vient d’être décrit peut avantageusement être mis en œuvre par un calculateur de boîte de vitesse dûment programmé pour effectuer les différentes étapes décrites précédemment en référence à la figure annexée.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de commande d’une boîte de vitesses à changement de rapport automatisé pour véhicule à moteur thermique, dans lequel on contrôle le régime et la charge du moteur du véhicule et l’on commande un changement descendant de rapport de vitesse si les critères de fonctionnement du moteur atteignent ou dépassent des valeurs de seuil respectives, caractérisé en ce que l’on commande un changement descendant de rapport de vitesse si les critères atteignent ou dépassent des valeurs de seuil respectives pendant une durée déterminée.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on commande un changement de rapport de vitesse si le régime du moteur devient inférieur à une première valeur de seuil (R seuil) et si la charge du moteur devient supérieure à une deuxième valeur de seuil (C seuil).
3. 3. Procédé selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel on détecte un rapport de vitesse (BV) engagé et l’on commande un changement descendant de rapport de vitesse si le rapport engagé est supérieur ou égal à 2.
4. 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel on déclenche une temporisation, on met en œuvre une première phase au cours de laquelle on affecte au moteur une première consigne de charge, on vérifie si lesdits critères atteignent ou dépassent lesdites valeurs de seuil et, si tel est le cas, on mémorise l’instant où lesdites valeurs de seuil sont atteintes ou dépassées, et on met en œuvre une deuxième phase au cours de laquelle on affecte au moteur une deuxième consigne de charge, sans changement de rapport, on vérifie si lesdits critères atteignent ou dépassent lesdites valeurs de seuil et, si tel est le cas, on mesure la durée écoulée depuis l’instant mémorisé à la première phase et l’on procède à un changement de rapport si cette durée dépasse une valeur de seuil de durée (T seuil).
5. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel, si la durée mesurée lors de la deuxième phase est inférieure à ladite valeur de seuil de durée, on commande la combustion du moteur selon ladite deuxième consigne de charge.
6. 6. Procédé selon l’une des revendications 4 et 5, dans lequel si lors de la deuxième phase les critères n’atteignent pas ou ne dépassent pas lesdites valeurs de seuil respectives, le procédé retourne à la première phase.
7. 7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel après changement du rapport de vitesse, le procédé retourne à l’étape de déclenchement de la temporisation.
8. 8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel, après déclenchement de la temporisation, on procède à une détection de rapport engagé.
9. 9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel lesdites première et deuxième phases sont mises en œuvre chacune pendant un cycle de fonctionnement du moteur.
10. 10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 à 9, dans lequel après détection d’un rapport engagé, et avant la première phase, on commande le fonctionnement du moteur selon une consigne de charge initiale pendant un cycle de fonctionnement du moteur.
11. 11. Boîte de vitesses automatisée pour véhicule automobile, comprenant un calculateur de commande de changement de rapport, caractérisée en ce que le calculateur comporte des moyens pour la mise en œuvre d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10.