PROCEDE DE LIMITATION DU COUPLE D'UNE TRANSMISSION AUTOMATIQUE METHOD FOR LIMITING THE TORQUE OF AN AUTOMATIC TRANSMISSION
La présente invention se rapporte à la commande des transmissions automatiques. Plus précisément, elle concerne un procédé de limitation du couple permettant, au système de contrôle du moteur, de réduire le couple d'entrée d'une transmission automatique à rapports étages ou à variation continue.The present invention relates to the control of automatic transmissions. More specifically, it relates to a method of limiting the torque enabling the engine control system to reduce the input torque of an automatic transmission with stage ratios or with continuous variation.
Les véhicules modernes sont de plus en plus fréquemment pourvus d'équipements ou d'accessoires fortement consommateurs de puissance moteur - tels que climatisation, vitrages dégivrants, organes d'asservissement, etc. - dont l'enclenchement est le plus souvent aléatoire par rapport au fonctionnement du moteur et de la transmission.Modern vehicles are more and more frequently provided with equipment or accessories that consume a lot of engine power - such as air conditioning, de-icing glazing, servo-control devices, etc. - the engagement of which is most often random in relation to the operation of the engine and the transmission.
De plus, des phénomènes naturels mais non moins aléatoires - température de fonctionnement du moteur, température d'air, pression atmosphérique liée essentiellement à l'altitude, encrassement, usure, etc. - influencent eux aussi, dans des proportions parfois non négligeables, le couple moteur réel, si bien que les cartographies de couple moteur, si précises soient-elles, sont le plus souvent loin de refléter la réalité du couple moteur net disponible à l'entrée de la transmission.In addition, natural but no less random phenomena - engine operating temperature, air temperature, atmospheric pressure mainly linked to altitude, fouling, wear, etc. - they also influence, in sometimes not insignificant proportions, the actual engine torque, so that the engine torque maps, however precise they are, are often far from reflecting the reality of the net engine torque available at the input of the transmission.
Si certains phénomènes peuvent être plus ou moins correctement pris en compte par des capteurs spécialisés - température d'air, pression atmosphérique - pour mettre en oeuvre des corrections prédictives, il n'en va pas de même pour les autres. Il en résulte que les systèmes de
pilotage des transmissions automatiques de divers types (boîtes de vitesses automatiques à rapports étages ou à variation continue) doivent pouvoir fonctionner avec des marges de sécurité importantes, donc pénalisantes, pour pouvoir faire absorber sans dommage à la transmission des fluctuations non maîtrisables de son couple d'entrée. Ce problème se trouve aggravé sur les véhicules à moteur turbo compressé : en effet, pour un même point de fonctionnement défini par une position de la pédale d'accélérateur ou de l'organe doseur de carburant et une vitesse de rotation du moteur, le couple délivré par le moteur dépend de l'état dynamique du turbo (phénomène bien connu «du temps de réponse»).If certain phenomena can be more or less correctly taken into account by specialized sensors - air temperature, atmospheric pressure - to implement predictive corrections, it is not the same for the others. As a result, the systems of control of automatic transmissions of various types (automatic gearboxes with stepped ratios or continuously variable) must be able to operate with large safety margins, therefore penalizing, in order to be able to absorb without damage to the transmission uncontrollable fluctuations in its torque. 'Entrance. This problem is exacerbated on vehicles with a turbo-compressed engine: in fact, for the same operating point defined by a position of the accelerator pedal or of the fuel metering device and an engine rotation speed, the torque delivered by the engine depends on the dynamic state of the turbo (well-known phenomenon of "response time").
Dans de nombreux cas de transmissions automatiques équipées d'un convertisseur de couple, on est amené, pour des raisons de tenue en endurance, à limiter le couple moteur dans les tout premiers instants d'un démarrage, pour adoucir le pic de couple, fugitif mais important, qu'entraîne le fonctionnement caractéristique du convertisseur. Cette limitation du couple moteur est le plus souvent opérée d'une manière prédictive et forfaitaire, en boucle ouverte ; elle se superpose par conséquent aux prélèvements aléatoires de couple mentionnés plus haut, si bien que l'on peut aboutir, sans nécessité, à une réduction de couple superfétatoire qui peut se traduire par une dégradation sensible, aléatoire et inexplicable pour le conducteur, des prestations et des performances du véhicule.In many cases of automatic transmissions equipped with a torque converter, it is necessary, for reasons of endurance performance, to limit the engine torque in the very first moments of starting, to soften the fleeting torque peak but important, that entails the characteristic functioning of the converter. This limitation of the engine torque is most often operated in a predictive and flat rate manner, in an open loop; it is therefore superimposed on the random torque withdrawals mentioned above, so that one can end up, without necessity, with a reduction in superfluous torque which can result in a significant, random and inexplicable degradation for the driver, of the services and vehicle performance.
La présente invention a pour but de limiter au strict nécessaire le couple d'entrée d'une transmission automatique, uniquement dans la mesure où cette limitation est indispensable pour éviter de surcharger la transmission.
Elle concerne un procédé de limitation du couple d'entrée d'une transmission automatique munie d'un convertisseur hydrocinétique de couple et associée à un moteur d'entraînement. Ce procédé est caractérisé en ce que :The object of the present invention is to limit the input torque of an automatic transmission to what is strictly necessary, only insofar as this limitation is essential to avoid overloading the transmission. It relates to a method for limiting the input torque of an automatic transmission provided with a hydrokinetic torque converter and associated with a drive motor. This process is characterized in that:
- on détermine à chaque instant le rapport de vitesse du convertisseur,- the speed ratio of the converter is determined at all times,
(Dr i = — à partir des mesures de la vitesse turbine ωj dudit(Dr i = - from the measurements of the turbine speed ωj of said
convertisseur, et du régime moteur ωm,converter, and engine speed ω m ,
- pour chaque valeur de i, on définit une valeur limite ω^àa. régime moteur ωm à ne pas dépasser pour éviter de surcharger la transmission, et- for each value of i, a limit value ω ^ àa is defined. engine speed ω m not to be exceeded to avoid overloading the transmission, and
- on surveille le signe et l'amplitude de la grandeur :- the sign and the amplitude of the quantity are monitored:
De façon préférentielle, la valeur afr est déterminée à l'aide d'un diagramme mettant en évidence la cartographie nominale du couple turbine CT en fonction du régime moteur ωm pour différentes valeurs du rapport de vitesses i, et paramétré en dp, où Op est la position angulaire de l'accélérateur, ou une grandeur caractérisant l'ouverture de l'organe doseur de carburant.Preferably, the afr value is determined using a diagram highlighting the nominal mapping of the turbine torque C T as a function of the engine speed ω m for different values of the gear ratio i, and parameterized in d p , where O p is the angular position of the accelerator, or a quantity characterizing the opening of the fuel metering member.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, c^T est déterminé, dans le diagramme défini ci-dessus, par l'intersection de la
courbe caractéristique du convertisseur correspondant au rapport (i) calculé comme indiqué ci-dessus, et de la droite représentant le couple limite admissible CT - Cr".According to a particular embodiment of the invention, c ^ T is determined, in the diagram defined above, by the intersection of the characteristic curve of the converter corresponding to the ratio (i) calculated as indicated above, and of the straight line representing the admissible limit torque C T - Cr ".
L'invention prévoit également qu'on détermine le point nominal théorique de fonctionnement du moteur pour lequel celui-ci aurait une vitesse ω* supérieure à la valeur aC mesurée, à partir des valeurs deThe invention also provides that the theoretical nominal operating point of the engine is determined for which the latter would have a speed ω * greater than the measured value aC, from the values of
(i) et de (αp).(i) and (α p ).
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en liaison avec le dessin annexé sur lequel :Other characteristics and advantages of the invention will appear clearly on reading the following description of a particular embodiment thereof, in conjunction with the appended drawing in which:
- la figure unique reproduit pour une transmission automatique l'ensemble des courbes traduisant l'évolution du couple turbine CT d'un convertisseur en fonction de la vitesse moteur ωm, paramétrées en αp.- the single figure reproduced for an automatic transmission all the curves reflecting the evolution of the turbine torque C T of a converter as a function of the engine speed ω m , configured in α p .
La figure 1 présente en particuher une famille de paraboles, dont le sommet est à l'origine, qui illustrent, conformément à la théorie classique des convertisseurs de couple hydrocinétique, l'évolution du couple turbine CT d'un convertisseur en fonction de la vitesse moteur ωm du moteur d'entraînement d'une transmission automatique. Cette famille de paraboles correspond à différentes valeurs du rapportFIG. 1 presents in particular a family of parabolas, the apex of which is at the origin, which illustrate, in accordance with the classical theory of hydrokinetic torque converters, the evolution of the turbine torque C T of a converter as a function of the engine speed ω m of the drive motor of an automatic transmission. This family of dishes corresponds to different values of the ratio
i = — . La parabole correspondant à i = O est appelée ωm habituellement parabole de calage, tandis que pour i = ic, valeur du
rapport de vitesses du convertisseur à partir de laquelle le convertisseur fonctionne comme simple coupleur, on parle de parabole de couplage.i = -. The parabola corresponding to i = O is called ω m usually calibration parabola, while for i = ic, value of gear ratio of the converter from which the converter functions as a simple coupler, we speak of a coupling parabola.
Ce diagramme est complété par la droite Cτ = Cf", qui correspond au couple d'entrée au niveau duquel on souhaite limiter la sollicitation de la transmission.This diagram is completed by the line C τ = Cf ", which corresponds to the input torque at which it is desired to limit the stress on the transmission.
Pour contrôler le couple d'entrée CT de la transmission, l'invention propose d'établir le diagramme de la figure 1 du véhicule concerné et de mesurer à chaque instant les vitesses moteur et turbine ωZ et cor To control the input torque C T of the transmission, the invention proposes to draw up the diagram in FIG. 1 of the vehicle concerned and to measure at all times the engine and turbine speeds ωZ and co r
pour déterminer le rapport i = — du convertisseur. La connaissance dZ de tXp et de i permet de positionner sur le diagramme de la fig.l le point A de la parabole correspondant au rapport i calculé, correspondant au point de fonctionnement nominal théorique du moteur, pour lequel l'ouverture de l'organe doseur de carburant, par exemple l'ouverture du papillon des gaz serait égale à ctp mesurée, et le moteur aurait une vitesse théorique mesurée cot supérieure à la valeur ωZ mesurée.to determine the ratio i = - of the converter. The knowledge dZ of tXp and i makes it possible to position on the diagram of fig. 1 the point A of the parabola corresponding to the calculated ratio i, corresponding to the theoretical nominal operating point of the engine, for which the opening of the member fuel metering device, for example the opening of the throttle valve would be equal to ctp measured, and the engine would have a theoretical speed measured cot greater than the value ωZ measured.
L'intersection entre la parabole correspondant à la valeur i calculée et l'horizontale CT = C*™, définit la vitesse moteur Û>]T au-delà de laquelle le couple turbine devient supérieur au couple d'entrée admissible pour la transmission. Ainsi, pour chaque valeur de i, on définit une valeur limite de ωm, ω^, qu'il ne faut pas dépasser sous
peine de surcharger la transmission. En surveillant le signe et l'amplitude de la grandeur :The intersection between the parabola corresponding to the calculated value i and the horizontal C T = C * ™, defines the motor speed Û>] T beyond which the turbine torque becomes greater than the input torque admissible for the transmission . Thus, for each value of i, we define a limit value of ω m , ω ^, which must not be exceeded under trouble overloading the transmission. By monitoring the sign and the magnitude of the size:
on est à même de savoir si, et de combien, on dépasse la valeur de consigne CT *, ou si au contraire, en raison des surcharges aléatoires affectant à la baisse le couple moteur, on reste en deçà de cette limite, alors qu'elle serait franchie si le moteur fonctionnait selon les conditions nominales.we are able to know if, and by how much, we exceed the setpoint C T * , or if on the contrary, due to random overloads affecting the downward engine torque, we remain below this limit, while 'it would be exceeded if the engine operated under nominal conditions.
Pour pouvoir effectuer ce contrôle en toutes circonstances, l'invention prévoit de mettre en mémoire dans le calculateur de gestion de la transmission la courbe ω^° exprimant de façon classique la valeur de ύfi? en fonction du rapport (i), calculée par exemple, selon une relation du type :In order to be able to carry out this check in all circumstances, the invention provides for storing in the transmission management computer the curve ω ^ ° conventionally expressing the value of ύfi? according to the ratio (i), calculated for example, according to a relation of the type:
CTCT
«£•(!) « 7(0., K(i)“£ • (!) “ 7 (0., K (i)
où Y (i) et K (i) sont les classiques fonctions «invariantes » déterminant complètement les caractéristiques du convertisseur.where Y (i) and K (i) are the classic "invariant" functions that completely determine the characteristics of the converter.
Dans le cas d'un moteur équipé d'un accélérateur électrique «drive by wire», c'est-à-dire avec papillon motorisé, ou avec pompe d'injection Diesel électronique, le signal A alTii) peut être utilisé à travers un correcteur approprié, du type PID (Proportionel Intégral Dérivé), par exemple par le calculateur de commande du papillon motorisé
d'admission des gaz d'un moteur à essence ou de la pompe d'injection Diesel électronique, pour asservir le couple moteur de manière à ce que le couple d'entrée de la transmission soit au plus égal à la valeur dr.In the case of an engine equipped with an electric drive by wire accelerator, that is to say with a motorized throttle valve, or with an electronic Diesel injection pump, the signal A alTii) can be used through a appropriate corrector, of the PID (Proportional Integral Derivative) type, for example by the motorized throttle control computer gas intake of a gasoline engine or electronic diesel injection pump, to control the engine torque so that the input torque of the transmission is at most equal to the value dr.
Dans le cas d'un moteur à injection électronique d'essence, le même signal A ω^T (i) peut être utilisé par le calculateur d'injection pour limiter le couple moteur par action sur le débit d'essence et/ou le point d'avance à l'allumage d'un moteur à allumage commandé et le cas échéant, sur la soupape de décharge, ou «waste-gate», du turbo¬ compresseur.In the case of an engine with electronic fuel injection, the same signal A ω ^ T (i) can be used by the injection computer to limit the engine torque by acting on the fuel flow and / or the point of advance to the ignition of a positive-ignition engine and, where appropriate, on the discharge valve, or "waste-gate", of the turbo¬ compressor.
Dans le cas d'un système d'injection Diesel dit "common rail", le signal Δ û?iT (/) est exploité pour limiter le couple moteur par action sur le débit du gazole.In the case of a diesel injection system known as "common rail", the signal Δ û? IT (/) is used to limit the engine torque by acting on the flow rate of diesel.
Enfin, dans le cas d'un moteur Diesel turbo-compressé à injection entièrement mécanique, l'invention prévoit de générer un signal de commande tout ou rien lorsque Δ dT (/) est négatif.Finally, in the case of a turbo-compressed diesel engine with fully mechanical injection, the invention provides for generating an all-or-nothing control signal when Δ dT (/) is negative.
Un tel signal est notamment exploitable pour commander une électrovanne pneumatique d'estompage de couple qui fait communiquer la chambre de travail du poumon de la pompe à injection d'un moteur Diesel turbo-compressé avec l'atmosphère.Such a signal can in particular be used to control a pneumatic torque reduction solenoid valve which makes the working chamber of the lung of the injection pump of a turbo-compressed diesel engine communicate with the atmosphere.
En conclusion, l'objet de l'invention est de limiter au strict nécessaire la réduction de couple indispensable pour ne pas surcharger une transmission automatique. Les mesures et les opérations nécessaires à sa mise en oeuvre sont gérées sans difficulté par le calculateur d'une
transmission automatique, à rapports étages ou non, associée à un moteur à essence ou Diesel de type quelconque.
In conclusion, the object of the invention is to limit to the strict minimum the reduction in torque essential so as not to overload an automatic transmission. The measures and operations necessary for its implementation are managed without difficulty by the computer of a automatic transmission, with gear ratios or not, associated with a petrol or diesel engine of any type.