Brevet FR2741931A1 — publié le 19970606

PROCEDE DE COMMANDE D'UNE TRANSMISSION AUTOMATIQUE EN FONCTION DU STYLE DE CONDUITE DU CONDUCTEUR La présente invention se rapporte à la commande des transmissions automatiques ou automatisées à rapports étagés, du type boîte de vitesses automatique comportant un train épicycloidal associé à plusieurs freins et embrayages placés sous le contrôle d'un calculateur électronique, ou du type comportant un ensemble de baladeurs et de synchroniseurs à commande robotisée. Le style de conduite d'un conducteur routier peut être plus ou moins énergique, ou "sportif'. Pour répondre aux attentes du conducteur, de nombreuses boîtes de vitesses automatiques disposent aujourd'hui d'un premier mode de fonctionnement privilégiant une consommation réduite (mode "ECO"), et d'un second mode de fonctionnement privilégiant la nervosité du véhicule (mode "SPORTIF"), entre lesquels le conducteur peut commuter à l'aide d'un organe de commande prévu sur son poste de conduite. Une gestion plus élaborée de ces problèmes de comportement, consiste à détecter le style de conduite d'un conducteur en vue d'adapter automatiquement les lois de changement de rapport d'une transmission automatique aux attentes de celui-ci. La publication EP-0.638.742 décrit à ce sujet une stratégie consistant à calculer une valeur moyenne de l'ouverture du papillon des gaz et de la dérivée de cette ouverture, et à déterminer en fonction de ces valeurs, les conditions d'application de différentes lois de passage disponibles, -2- selon des règles de calcul du type logique floue. Outre le nombre élevé de mesures et d'opérations de calcul nécessaires, la stratégie proposée dans cette publication présente le double inconvénient de reposer sur une appréciation incomplète du comportement du conducteur, et de ne pas tenir compte des conditions de roulage. La présente invention vise à prendre en considération l'activité réelle du conducteur et les conditions de roulage de son véhicule, pour imposer différentes lois de passage au calculateur d'une transmission automatique. Elle concerne un procédé de commande d'une transmission automatique à rapports étagés en fonction du style de conduite du conducteur. Ce procédé est caractérisé en ce que le calculateur de la transmission applique différentes lois de passage des rapports selon la valeur d'un coefficient d'activité Kaet dépendant de la vitesse de déplacement du véhicule (v) du rapport engagé (n), du régime moteur (ao), et de l'activation du frein (f). Selon un mode de réalisation particulier, si le conducteur a le pied appuyé sur l'accélérateur, Kact est égal au rapport y/ym, de l'accélération instantanée du véhicule y, à son accélération maximale potentielle pied à fond y, sur le même rapport. De préférence, si le conducteur freine, (K,,t) est égal au rapport Y/ym, de la décélération instantanée du véhicule y, à sa décélération potentielle maximale ym. 3.q -3 - 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 se rapportant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 présente sommairement le procédé de l'invention, et - la figure 2 regroupe dans un schéma fonctionnel, les principales étapes de la stratégie proposée. Les différentes informations 1 à 6 mentionnées sur la figure 1 sont exploitées conformément à l'invention par une unité spécifique 111 de reconnaissance du style de conduite, en vue d'imposer au calculateur ou T.C.U (Transmission control unit) 112 de la transmission, responsable de façon conventionnelle du choix de son rapport n, un mode de fonctionnement correspondant au style de conduite reconnu. Conformément à l'invention, le rapport n imposé à la transmission par le T.C.U. 112 est donc déterminé en fonction du style de conduite reconnu par l'unité 111, sur la base des informations suivantes: - 1, ouverture du papillon d'admission des gaz papq, - 2, vitesse du véhicule v, - 3, rapport engagé n, - 4, régime moteur co, -5, utilisation du frein f. - 6, utilisation du rétro-contact k ("kick-down"), en fmin de course de pédale d'accélérateur (si il est disponible sur le véhicule). Les informations f et k étant des informations de type "contact", sont des signaux binaires (0 ou 1), tandis que les autres informations, -4traduisant des variations d'état continues, sont des signaux évoluant de façon progressive à l'intérieur de plages de valeur. Les modes de fonctionnement imposés au calculateur 112 par l'unité 111 en fonction du style de conduite du conducteur peuvent par exemple être au nombre de trois, qualifiés respectivement d'économique ("ECO"), de "NORMAL" et de sportif "SPORT", traduisant les aspirations du conducteur en matière de réduction de consommation ou de nervosité, de la part de son véhicule. On peut cependant envisager un nombre différent de modes de fonctionnenmment, ou la prise en compte d'autres critères par l'unité 111, sans sortir du cadre de l'invention. En se reportant à la figure 2, on voit que les signaux d'ouverture du papillon des gaz, et de vitesse véhicule, sont en réalité des signaux filtrés apapfi et vfil dans les blocs fonctionnels 2 la et 2 lb, par exemple au travers de filtres du type passe-bas. Les signaux ap,,fil et vfil sont ensuite dérivés (cf blocs fonctionnels 25a et 25b), avant d'être exploités pour le calcul d'un coefficient d'activité Kact (cf bloc fonctionnel 26), conjointement à l'information k, si celle-ci est disponible, et à un signal d'accélération maximale Ym Plus précisément, le bloc 22 correspond à un test logique effectué à partir des informations tap et f, de la façon suivante: si tp>p)o (papillon ouvert) et f = o (frein non sollicité), un signal de valeur 1 est émis, entraînant la prise en compte dans le calcul de Kact (cf bloc 26), d'une accélération maximale ym correspondant à celle qui serait obtenue si le conducteur accélérait à fond, calculée en 23 à partir de la -5 - valeur d'accélération y résultant de la dérivation de vfij] en 25b. En revanche si app = o ou f = 1 (papillon ouvert ou frein sollicité), l'accélération (décélération) maximale ym prise en compte pour calculer le coefficient Kact est celle qu'aurait le véhicule en situation de freinage maximum. Le bloc 22 génère dans ce cas un signal de niveau 1 entraînant en 24 le calibrage de ym par un -Sy correspondant au freinage maximum potentiel, qui est déterminé à partir des caractéristiques du véhicule. Le calibrage 24 se traduit donc par l'envoi du signal -Sy au bloc fonctionnel 26. ifi do, d __, Ka-ct est calculé en 26 à partir des informations Ym, y, d--, k, y et d--p dt dt étant respectivement les dérivés de apap- fil et de v, dont le calcul est opéré en 25a et 25b. Ce calcul peut notamment être effectué de la façon suivante: -si dam > hi, Kact prend une première valeur imposée, par exemple dt 0,6, - si daû"> 2 > 81, ou si k = 1, Kactt prend une seconde valeur dt imposée,par exemple 0,9, et - dans tous les autres cas, Kact - y ym 5l et 82 étant des seuils, fixés par un opérateur de façon à imposer à l'unité 111 la sensibilité souhaitée à l'enfoncement rapide de 4930 1 It7 -6- l'accélérateur, et le cas échéant à la sollicitation du kick-down par le conducteur, Kact. Kat, est de préférence compris entre 0 et 1, sa valeur 0 correspondant à l'inactivité du conducteur, tandis que sa valeur 1 traduit une activité maximale. Kact est filtré (cf bloc fonctionnel 27), de façon à disposer par exemple une valeur filtrée de Kact, Kact-fj, telle qu'une moyenne glissante de K, sur une durée dépendant éventuellement de l'état d'actionnement du frein. La sélection du mode de fonctionnement de la transmission est opérée en 28, en fonction des valeurs prises par Kact-fil. Cette sélection s'effectue en fonction des valeurs et du nombre de modes disponibles. Elle peut être réalisée en logique binaire ou en logique floue. Dans le cas particulier o l'on dispose des trois modes de fonctionnement mentionnés plus haut, "ECO", "NORMAL", et "SPORT", la sélection du mode de fonctionnement peut par exemple se résumer de la façon suivante: Kact faible (par exemple Kact mode ECO v-t moyen (par exemple 0,4 mode NORMAL Kact élevé (par exemple 0,7 mode SPORT, les plages de valeurs correspondantes de Kact pouvant êtres différentes selon que le conducteur freine ou non. Pour conserver une relative stabilité de la commande, l'invention propose par ailleurs d'introduire dans le calcul du coefficient d'activité Kat un terme correctif Kv facilitant le retour ou le maintien de la transmission sur un mode de fonctionnement moins réactif. Kv reflète -7- notamment l'activité du conducteur vis-à-vis de sa pédale d'accélérateur, de la façon suivante: (KdvjId / dti) 3/2 da>>e =, si 0 >et (Sdk) 32 dt Kv = O dans tous les autres cas, Sdk étant un paramètre de normalisation de l'ordre de 30 à 40 //sec déterminant l'incidence de la dérivée par rapport au temps de l'ouverture papillon dam dans le calcul de Kv. Kv est ensuite filtré dt dans un filtre à moyenne glissante (cf bloc fonctionnel 27b) délivrant terme de stabilité filtrée Kv-fil, de sorte que le coefficient exploité dans le bloc fonctionnel 28 pour calculer et déterminer le mode de fonctionnement de la transmission devient: Kact-fil + Kv-fd. Sans sortir du cadre de l'invention, d'autres situations peuvent être prises en compte en respectant les principes généraux de détermination du style de conduite exposés ci-dessus. En particulier, dans certaines circonstances, telles que la conduite sur une route pentue, le conducteur peut accélérer à fond pour conserver sa vitesse, sans que cette action reflète la réalité d'un comportement sportif. Dans ce cas, il peut être souhaitable d'imposer à Kact-fil, la valeur qu'il avait avant d'aborder la pente, en vue d'interdire la sélection du mode de fonctionnement le plus sportif. Cette situation peut être gérée par la comparaision d'une variable F, représentative de la somme des efforts résistants appliqués au véhicule qui peut être égale à une différence y - -8- Ynom entre l'accélération réelle du véhicule et l'accélération nominale à laquelle il serait soumis s'il roulait sur le plat, sans vent et à vide, calculée à l'aide des paramètres apap, v, n. co, à un seuil d'effort SF (n) dépendant de la pente et/ou de la charge du véhicule, et du rapport de boîte n. Le coefficient d'activité filtré Kat-fil peut ainsi être borné de façon à interdire au moins l'adoption du mode de fonctionnement le plus sportif, lorsque l'ouverture du papillon des gaz acp, est supérieure à un seuil d'ouverture préétabli al, et que F est supérieur à SF. Enfmin il faut noter que lorsque le conducteur a le pied enfoncé complètement sur l'accélérateur, le terme correctif, Kv devient nul du fait de la non activité de la pédale d'accélération. Dans ce cas, la valeur Kvfil peut avantageusement être maintenue à Icelle qu'il avait avant que le conducteur n'appuie a fond, pour conserver en "mémoire" cette activité passée. Les avantages du procédé de commande proposé par l'invention sont nombreux. Parmi ceux-ci, il faut noter que le rapport entre l'accélération instantanée du véhicule et son accélération maximale théorique dans les mêmes conditions, reflète avec précision l'utilisation effective des possibilités du véhicule par son conducteur. Par ailleurs, ce critère qui est homogène, puisque c'est le même en phase d'accélération et de freinage, prend en considération les conditions de charge et de pente du véhicule dans le calcul de l'accélération instantanée. De plus, les calculs mis en commun pour qualifier le style de conduite sont simples, car ils sont limités à 49398 1 67m -9l'application d'une seule fornnule et ne nécessitent pas l'utilisation de règles floues. 498 1 1l7m - 10 - REVENDICATIONS [1] Procédé de commande d'une transmission automatique à rapports étagés en fonction du style de conduite du conducteur, caractérisé en ce que le calculateur de la transmission applique différentes lois de passage des rapports selon la valeur d'un coefficient d'activité (Kt) dépendant de la vitesse de déplacement du véhicule (v) du rapport engagé (n) du régime moteur (co), et de l'activation du frein (f). [2] Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que si le conducteur a le pied appuyé sur l'accélérateur, (Kact) est égal au rapport y/ym, de l'accélération instantanée du véhicule y à son accélération maximale potentielle pied à fond Ym sur le même rapport. [3] Procédé de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que si le conducteur freine, (K.ct) est égal au rapport Y/Ym, de la décélération instantanée du véhicule à sa décélération potentielle maximale ym. [4] Procédé de commande selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que si le conducteur a le pied appuyé sur l'accélérateur, Kact est majoré par un terme correctif Kv, reflétant l'activité du conducteur sur sa pédale d'accélérateur. 49, 167 [5] Procédé de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que Kv dépend de la dérivée par rapport au temps, de l'ouverture du papillon des gaz app. [6] Procédé de commande selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que Kact est borné de façon à interdire au moins l'adoption du mode de fonctionnement le plus sportif lorsque l'ouverture du papillon des gaz app est supérieure à un seuil d'ouverture préétabli ca et que la somme des efforts résistants F appliqués au véhicule est supérieure à un seuil d'effort SF préétabli. [7] Procédé de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que la somme d'efforts F est évaluée à partir de la différence y - y.re entre l'accélération instantanée du véhicule et l'accélération à laquelle il serait soumis s'il roulait sur le plat, sans vent et à vide. [8] Procédé de commande selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le seuil d'effort SF dépend de la pente, du rapport n de la transmission, et/ou de la charge du véhicule. [9] Procédé de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il permet d'imposer automatiquement au calculateur de la transmission des lois de passage privilégiant respectivement une réduction de la consommation ou le caractère sportif de la conduite. 4930i I 176 - 12 - [10] Procédé de commande selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que si le conducteur accélère à fond, en terme correctif, Kv est maintenu a sa valeur antérieure. [11] Procédé de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le calculateur de la transmission prend en considération un signal d'actionnement du rétro-contact k, égal à O ou 1.