Brevet FR2764027A1 — publié le 19981204

Dispositif de commande d'un système de changement de vitesses automatique pour les voitures Description L'invention concerne un dispositif de commande d'un système de changement de vitesses automatique pour les voitures, en particulier un dispositif de commande d'un système de changement de vitesses automatique pour les voitures, assurant la commande du passage à la vitesse supérieure, qui, au commencement du passage à la vitesse supérieure, fournit une pression d'huile à un élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure, commandé hydrauliquement et assurant un passage à la vitesse supérieure, et provoque l'engagement de l'élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure et qui, après l'écoulement d'un certain temps, diminue la pression d'huile fournie à un élément d'embrayage de passage à la vitesse inférieure, commandé hydrauliquement et assurant un passage à la vitesse inférieure, et provoque le désengagement de l'élément d'embrayage de passage à la vitesse inférieure, après quoi, dans une phase de transfert, la pression d'huile fournie à l'élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure est ajustée de manière adaptative pour que les modifications d'une vitesse de rotation d'un arbre de sortie d'un train d'engrenages correspondent à des valeurs de modification de consigne prédéterminées. Le système de changement de vitesses automatique est commandé d'une manière programmée dans un intervalle de temps commençant au passage à la vitesse supérieure et allant à une phase de transfert. Lors de l'apparition d'un patinage, il y a une détérioration de la perception du passage de la vitesse, quand une valeur de pression d'huile initiale est inférieure à une valeur de consigne de la pression d'huile initiale. Lors de l'apparition d'oscillations du couple de rotation, il y a une détérioration de la perception du passage de la vitesse, quand une valeur de la pression d'huile initiale est supérieure à une valeur de consigne de pression d'huile initiale. Ce problème a été traité dans JP-1113162 A par une modification de la valeur de consigne de pression d'huile initiale, en diminuant la valeur de consigne de la pression d'huile initiale lors du passage à la vitesse supérieure venant immédiatement après, quand le temps réel mesuré de la phase de transfert est plus court qu'une valeur de référence et en augmentant la valeur de consigne de la pression d'huile initiale lors du passage à la vitesse supérieure venant immédiatement après quand le temps réel mesuré de la phase de transfert est supérieur à la valeur de référence. Selon une technique connue (JP-5-296333 A, comme sur la figure 10), la vitesse d'amenée de la pression d'huile à l'élément d'embrayage à la vitesse supérieure est modifiée, lors du passage à vitesse supérieure venant immédiatement après, en fonction d'une déviation, qui est la différence entre le temps réel mesuré tsr et un temps de référence prédéterminé ts entre un point de temps de référence jusqu'à la phase de transfert. Par exemple, une valeur de consigne de la pression d'huile initiale est modifiée de manière à ce que la vitesse d'amenée de la pression d'huile à l'élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure soit compensée lors du passage à la vitesse supérieure venant immédiatement après par une augmentation de cette vitesse, quand le temps mesuré réel tsr est supérieur au temps de référence prédéterminé ts. Toutefois, quand on utilise dans JP-3-1113162 A, la durée de la phase de transfert réelle comme valeur de consigne influencée par un réglage adaptatif, on trouve que les oscillations du couple de rotation ou les patinages ne peuvent pas être éliminés totalement et que la perception du changement des vitesses ne peut pas être améliorée, parce que la raison pour laquelle le temps réel mesuré est plus court ou plus long que la valeur de consigne réside dans le réglage adaptatif lui-même. Dans l'art antérieur (JP-5-296333 A), on considérait que la raison de la déviation susmentionnée était uniquement à rechercher dans la différence entre la valeur de consigne de la pression d'huile initiale et la valeur de la pression de l'huile initiale et qu'il se produisait une augmentation excessive de la pression de l'huile initiale et, comme représenté sur la figure 8, la déviation très importante du couple de rotation de l'arbre de sortie par rapport au profil de la courbe caractéristique conduisait à une perception détériorée du changement de vitesse, quand le temps réel mesuré entre le point de temps de référence jusqu'à la phase de transfert était plus long, parce que le trajet à vide de l'élément d'embrayage à la vitesse supérieure augmentait. L'objet de l'invention est de fournir un dispositif de commande d'un système de changement de vitesses automatique réalisé selon le préambule de la revendication 1, de manière à ce que la perception du passage à la vitesse supérieure soit la plus agréable possible. Cet objet est atteint par la partie caractéristique de la revendication 1 du brevet. Un réglage adaptatif de la commande du système de changement de vitesses selon l'invention est obtenu grâce au fait qu'une déviation par rapport à une valeur de consigne est calculée, à partir de la modification d'une vitesse de rotation d'un arbre de sortie dans une phase de transfert initiale qui n'est pas du tout influencée par le réglage adaptatif de la phase de transfert, en d'autre termes grâce au fait que la déviation ACi est calculée en tant que valeur de consigne de la déviation de commande maximum emax de l'accélération de la rotation de l'arbre moteur, qui est liée par une certaine relation à la déviation ACi de la valeur de référence de la valeur de consigne de la pression d'huile initiale, presque sans influence de la modification indiquée sur la figure 6 du trajet libre du piston d'embrayage (jeu ou déviation du piston d'embrayage par rapport à la valeur de référence) de l'élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure. Dans ces conditions, le système de changement de vitesses automatique sera commandé correctement lors du passage à la vitesse supérieure venant immédiatement après. La figure 1 montre l'ensemble du système de changement de vitesses automatique pour une voiture. La figure 2 est une représentation schématique d'un convertisseur de couple et du système de changement de vitesses automatique de la figure 1. La figure 3 est un tableau indiquant le fonctionnement des différents freins et embrayages de la figure 2. La figure 4 est un schéma des opérations effectuées lors du passage à une vitesse supérieure. La figure 5 est un schéma des opérations effectuées lors du réglage adaptatif de la valeur de consigne de la pression d'huile initiale. La figure 6 est un diagramme illustrant la relation entre la déviation ACi de la valeur de consigne de la pression d'huile initiale Ci par rapport à la valeur correcte et la déviation de commande maximum emax de l'accélération de la rotation de l'arbre de sortie au commencement de la phase de transfert au point de patinage. La figure 7 montre les modifications d'une pression d'huile d'embrayage, d'une pression de consigne de l'huile et d'un couple de rotation de transfert d'embrayage au passage à la vitesse supérieure. La figure 8 montre la modification de la vitesse de rotation de l'arbre moteur, de la pression d'huile alimentant l'élément d'embrayage, de la valeur de consigne de la pression de l'huile et du couple de rotation de l'arbre moteur lors d'un passage à une vitesse supérieure dans un système conventionnel. Dans la suite, on va décrire un exemple d'exécution préféré de l'invention, en se reportant aux dessins annexés. Le système de changement de vitesses automatique pour voitures représenté sur la figure 1 est constitué par un arbre de sortie non représenté sur la figure 1 d'un moteur (10) (E/G) relié à un convertisseur de couple 20, par un système d'engrenages (A/T) (voir figure 2), par une commande hydraulique 40 pour l'actionnement d'un premier embrayage C1, d'un second embrayage C2, d'un premier frein B1, d'un second frein Bo et d'un frein de marche arrière B2, tous représentés schématiquement sur la figure 2 et raccordés au système de changement des vitesses 30 en étant commandés hydrauliquement, et par une unité de commande électronique (ECU) 50 assurant l'actionnement de différentes soupapes de cette commande hydraulique 40 (une commande hydraulique des soupapes, connue en soi dont le programme de commutation est commandé sur la base de valeurs de consigne de la pression de l'huile), ainsi que par d'autres éléments de construction. Le système de changement des vitesses 30 reçoit du moteur un couple par l'intermédiaire d'un arbre moteur 31 et d'un convertisseur de couple 20 et transmet ce couple par un arbre de sortie 32. Le système de changement de vitesses 30 comprend un train planétaire comprenant une roue solaire 33, un support 34 et une couronne 35, ainsi qu'un train planétaire comprenant une roue solaire 36, un support 37 et une couronne 38. Le système de changement de vitesses 30 est réalisé comme cela est illustré sur la figure 3 (0 indique un état des embrayages ou des freins "engagé" et l'absence de signe indique un état "désengagé"); en première vitesse, le premier embrayage C1 et le premier frein B1 sont engagés, en seconde vitesse le second embrayage C2 et le premier frein B1 sont engagés, en troisième vitesse le premier embrayage C1 et le second embrayage C2 sont engagés; en quatrième vitesse, le second embrayage C2 et le second frein Bo sont engagés et, en marche arrière, le premier embrayage C1 et le frein B2 pour la marche arrière sont engagés. L'unité de commande électronique 50 comprend un microordinateur, qui est connecté à différentes sondes, parmi lesquelles il y a un compte tours 51 (sonde Ne) pour compter le nombre de tours Ne de l'arbre de sortie du moteur 10, un compte-tours 52 (sonde Nt) pour compter le nombre de tours Nt de l'arbre moteur 31 du système de changement de vitesses 30 (qui correspond au nombre de tours d'une turbine 21 du convertisseur de couple 20), un compte-tours 52 (sonde No) pour compter le nombre de tours No de l'arbre de sortie 32 du système de changement des vitesses 30 (qui correspond à la vitesse de la voiture) et une sonde (sonde O) 54 de la soupape d'étranglement pour mesurer la position O de la soupape d'étranglement du moteur 10 (correspondant à la charge du moteur). L'unité de commande électronique 50 commande simultanément les opérations suivant le programme représenté sur le diagramme de la figure 4 du passage à une vitesse supérieure et les opérations suivant le programme représenté sur le diagramme de la figure 5 du réglage adaptatif de la valeur de consigne initiale de la pression de l'huile pour le passage à la vitesse supérieure venant immédiatement après. Dans la suite, on va expliquer à l'aide des figures 4 à 7 les opérations de l'unité de commande électronique 50 dans le cas, pris comme exemple, d'un passage à la vitesse supérieure, de la première vitesse à la seconde vitesse. Dans le présent système de changement de vitesses automatique (réalisé de manière à ce qu'après la fabrication ou après une connexion à une batterie et lors du premier passage à la vitesse supérieure il y ait patinage dans tous les cas), au moment du passage à la vitesse supérieure, de la première vitesse à la seconde vitesse et comme cela est connu, un signal d'instruction de commencement de changement de vitesse est émis (point de démarrage du changement de vitesse sur la figure 7) et l'unité de commande électronique 50 commence les opérations programmées de la figure 4, en commençant à l'étape 100. A l'étape 101, l'alimentation en pression d'huile du premier embrayage C1 servant d'élément d'embrayage de passage à la vitesse inférieure reste inchangée et l'alimentation en pression d'huile du second embrayage C2 servant d'élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure est augmentée à la vitesse maximale. De cette manière, la valeur de consigne de la pression d'huile de passage à la vitesse inférieure (voir la ligne mince continue de la valeur de consigne de la pression d'huile de la figure 7) est maintenue inchangée à la valeur de consigne de pression d'huile maximale et la valeur de consigne de la pression d'huile de passage à la vitesse supérieure (voir la ligne épaisse continue de la valeur de consigne de la pression d'huile de la figure 7) est changée d'une valeur de consigne de pression d'huile minimale à une valeur de consigne de la pression d'huile maximale. Une horloge est démarrée à l'étape 102 et il est vérifié à l'étape 103 si le temps t, donné par l'horloge de temps, a atteint la durée de temps prédéterminée ti (écoulement du temps prédéterminé sur la figure 7). A l'étape 104 de la figure 4, la valeur de consigne de la pression d'huile de passage à la vitesse supérieure est modifiée de la valeur de consigne de pression d'huile maximale à la valeur de consigne de la pression d'huile initiale Ci. En même temps, la valeur de consigne de la pression de l'huile de passage à la vitesse inférieure est modifiée de la valeur de consigne de la pression de l'huile maximale à la valeur de consigne de la pression d'huile minimale. Par l'exécution répétée de l'opération 105, on détermine une valeur maximale de la vitesse de rotation de l'arbre moteur 31 et sa durée, cette vitesse étant supérieure à la vitesse de rotation synchrone en première vitesse. On obtient ainsi la force maximale et la durée du patinage. A l'étape 106, on détermine la fin de la rotation synchrone en première vitesse (un commencement de phase de transfert), quand la vitesse de rotation de l'arbre moteur 31 a atteint une valeur se trouvant située en dessous d'une valeur déterminée de la vitesse de rotation synchrone en première vitesse. En outre, il est possible, avant d'atteindre le temps prédéterminé ti (par exemple de 0,03 à 0,05 secondes avant le temps ti), de commencer le changement de la valeur de consigne de la pression de l'huile de passage à la vitesse inférieure à la vitesse de consigne de la pression d'huile initiale Ci et après une chute de pression prédéterminée, de passer à la valeur de consigne de la pression d'huile initiale Ci de manière à ce que, exactement au temps prédéterminé ti, on atteigne la valeur de consigne de la pression d'huile initiale Ci. A l'étape 107 de la figure 4, on exécute un réglage adaptatif connu de la valeur de la pression de consigne de l'huile de passage à la vitesse supérieure, de manière à ce qu'une valeur de modification (une accélération de la vitesse de rotation) de la vitesse de rotation de l'arbre moteur 31 corresponde à une valeur de modification de référence prédéterminée. Par l'exécution répétée de l'opération 108, on mémorise une déviation de commande maximale emax de l'accélération de la rotation de l'arbre moteur 31 au début d'une phase de transfert (dans l'espace de temps entre le commencement de la phase de transfert jusqu'à l'abaissement de la vitesse de rotation de l'arbre moteur à une vitesse de rotation prédéterminée (par exemple, quelques centaines de tours de l'arbre de sortie)). A l'étape 109, on détermine un commencement d'une rotation synchrone en seconde vitesse (une fin de la phase de transfert), quand la vitesse de rotation de l'arbre moteur 31 a atteint une valeur située au-dessus de la valeur prédéterminée de la vitesse de rotation synchrone en seconde vitesse, par la comparaison de la vitesse de rotation de l'arbre moteur 31 et de l'arbre de sortie 32. A l'étape 110, et en maintenant la valeur de consigne de la pression d'huile de passage à la vitesse inférieure en tant que valeur de consigne de la pression de l'huile minimale, la valeur de consigne de la pression d'huile de passage à la vitesse supérieure est passée à la valeur de consigne de la pression de l'huile maximale. Il est en outre possible d'effectuer le changement de la valeur de consigne de la pression d'huile de passage à la vitesse supérieure à la valeur de consigne de la pression d'huile maximale avec une montée prédéterminée de la pression d'huile. Il ressort des explications données ci-dessus que, s'il y a une commande de changement de vitesse à une vitesse supérieure, de la première vitesse à la seconde, au commencement du passage à une vitesse supérieure de la première vitesse à la seconde et alors que le premier frein B1 est engagé, une pression d'huile maximale est fournie au second embrayage C2 assurant l'engagement de la seconde vitesse et le second embrayage C2 est alors engagé. Après l'écoulement d'un temps prédéterminé ti et alors que le premier frein B1 est engagé, l'alimentation en pression d'huile du premier embrayage C1 assurant l'engagement de la première vitesse est interrompu et le premier embrayage C1 est désengagé, et dans la phase de transfert qui suit, la pression d'huile alimentant le second embrayage C2 est ajustée de manière adaptative pour que la modification de la vitesse de rotation de l'arbre moteur corresponde à une valeur modifiée de consigne prédéterminée. A l'étape 111 de la figure 5, qui suit l'étape 110, de la figure 4, on détermine sur la base des données de la mémoire (conservées dans l'unité de mémoire de l'unité de commande électronique 50) obtenues par la répétition de l'opération 105 de la figure 4, si un patinage s'est produit. Quand la réponse est "OUI" après l'exécution des opérations 112 et 113, le programme est terminé à l'étape 114. Quand la réponse est "NON à l'étape 111, le programme est arrêté directement à l'étape 114. A l'étape 112 de la figure 5, en utilisant la relation indiquée sur la figure 6 (conservée dans l'unité de mémoire de l'unité de commande électronique 50) et en utilisant la déviation maximale de commande emax obtenue par l'exécution répétée de l'opération 108 de la figure 4, on calcule la déviation ACi par rapport à la valeur correcte de la valeur de consigne Ci de la pression d'huile initiale. A l'étape 113, la valeur de consigne Ci (n + 1) de la pression de l'huile initiale utilisée au passage à la vitesse supérieure venant immédiatement après, est calculée par l'addition de la déviation ACi à la valeur Ci (n) de consigne de la pression de l'huile initiale obtenue à l'étape 104 et cette valeur calculée est mémorisée. Dans cet exemple d'exécution, on peut compenser la valeur de consigne Ci de la pression de l'huile initiale, presque sans influence du réglage adaptatif de la phase de transfert et sans influence du trajet à vide du cylindre d'embrayage de l'élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure activant le second l'embrayage C2 et commander correctement, lors du passage à la vitesse supérieure suivant venant immédiatement après, le passage de la première vitesse à la seconde vitesse, ce qui améliore la perception du changement de vitesse. Ensuite, on calcule la déviation ACi à partir d'une valeur de consigne, en utilisant la modification de la vitesse de rotation de l'arbre moteur dans une phase de transfert initiale qui n'est pas du tout influencée par le réglage adaptatif de la phase de transfert. En d'autre termes, la déviation ACi est calculée en tant que valeur de consigne de la déviation de commande maximum emax de l'accélération de la rotation de l'arbre moteur, qui est liée par une certaine relation avec la déviation ACi de la valeur de référence de la valeur de consigne de la pression d'huile initiale, presque sans influence de la modification indiquée sur la figure 6 du trajet libre du piston d'embrayage (déviation de la valeur de référence du jeu du piston d'embrayage) du second embrayage C2 (élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure). Comme dans la présente invention, l'opération de passage à la vitesse supérieure, de la seconde vitesse à la troisième, ainsi que l'opération de passage à la vitesse supérieure, de la troisième vitesse à la quatrième, sont sensiblement identiques à l'opération de passage à la vitesse supérieure de la première vitesse à la seconde vitesse, expliquée ci-dessus, et pour cette raison l'explication sera omise. Dans la présente forme d'exécution, lorsque c'est la valeur de consigne de la déviation maximale de la commande emax de l'accélération de rotation de l'arbre moteur 31 elle-même qui est obtenue en tant que déviation ACi (représentée par la courbe caractéristique continue de la figure 6) et qui est liée à la déviation ACi de la valeur de référence de la valeur de consigne de la pression d'huile initiale par une certaine relation, on peut obtenir la déviation ACi à partir de la droite approximative indiquée comme ligne virtuelle sur la figure 6, ou on peut prendre comme valeur de consigne le quotient de la déviation maximale de commande emax par le couple de rotation Tt de l'arbre moteur (couple de rotation de la turbine calculé avec la formule ci-après) directement avant la phase de transfert, car lors d'un transfert d'un couple de rotation élevé, on ne ressent pas des oscillations du couple de rotation plus ou moins prononcées, alors que lors d'un transfert d'un couple de rotation faible, même de petites oscillations de couple de rotation sont perceptibles. Tt = T (e)xC(e)xNe2 dans laquelle Tt : moment de rotation de l'arbre moteur (couple de rotation de la turbine) Ne : vitesse de rotation du moteur e = Nt/Ne rapport de la vitesse du convertisseur de couple arbre moteur/arbre de sortie Nt : vitesse de rotation de l'arbre moteur (vitesse de rotation de la turbine) z(e) rapport des couples de rotation du convertisseur de couple arbre moteur/arbre de sortie C(e) coefficient de capacité du convertisseur de couple r(e) et C(e) sont des valeurs obtenues expérimentalement. Les formules ci-dessus peuvent être mises en mémoire sous la forme d'un tableau. Comme la valeur de consigne de la présente forme d'exécution repose sur la modification de la vitesse de rotation de l'arbre moteur au commencement de la phase de transfert, on peut également procéder en divisant la valeur de référence de la durée de la phase de transfert par le temps depuis le commencement de la diminution de la vitesse de rotation de l'arbre moteur jusqu'à son abaissement à quelques centaines de tours (commencement de la phase de transfert), car avec cette valeur de consigne, on obtient la même relation que celle de la figure 6. Liste des références 10 Moteur 20 Convertisseur de couple 30 Système de changement de vitesse 31 Arbre moteur 32 Arbre de sortie 40 Valeur de consigne de la pression d'huile 50 Unité de commande électronique C1 Premier embrayage (élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure) C2 Second embrayage (élément d'embrayage de passage à la vitesse inférieure) B1 Premier frein Bo Second frein B2 Frein pour la marche arrière Exposé de l'objectif de l'invention Le fait que, lors de la modification de la vitesse de rotation d'un arbre moteur au commencement d'une phase de transfert, une valeur de consigne est liée par une relation prédéterminée avec la déviation par rapport à une valeur correcte d'une valeur de consigne de la pression d'huile initiale, permet d'envisager d'améliorer la perception du changement de vitesse. Manière dont cet objectif est atteint Cet objectif est atteint par une commande d'un système de changement de vitesses automatique pour un véhicule, qui assure un passage à la vitesse supérieure par un réglage adaptatif, qui produit une déviation entre la valeur correcte Ci et la valeur de consigne de la pression d'huile initiale, grâce à un indicateur numérique estimé sur la base d'une vitesse de rotation de l'arbre de sortie au commencement de la phase de transfert (déviation de commande maximale emax), de manière à obtenir une valeur de déviation ACi qui est fournie à un élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure après l'écoulement d'une certaine durée de temps après le commencement d'un passage à la vitesse supérieure et qui fournit la valeur de consigne de la pression d'huile initiale Ci(n + 1) obtenue par la compensation de cette valeur de déviation ACi en tant que valeur de consigne de la pression d'huile initiale pour le passage à la vitesse supérieure venant immédiatement après. [Fig. 5] Revendication 1 Dispositif de commande d'un système de changement de vitesses automatique pour les voitures, assurant la commande du passage à la vitesse supérieure, qui, au commencement du passage à la vitesse supérieure, fournit une pression d'huile à un élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure, commandé hydrauliquement et assurant un passage à la vitesse supérieure, et provoque l'engagement de l'élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure et qui, après l'écoulement d'un certain temps, diminue la pression d'huile fournie à un élément d'embrayage de passage à la vitesse inférieure, commandé hydrauliquement et assurant un passage à la vitesse inférieure, et provoque le désengagement de l'élément d'embrayage de passage à la vitesse inférieure, après quoi, dans une phase de transfert, la pression d'huile fournie à l'élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure est ajustée de manière adaptative pour que les modifications d'une vitesse de rotation d'un arbre de sortie d'un train d'engrenages correspondent à des valeurs de modification de consigne prédéterminées, caractérisé en ce que un régalage adaptatif est effectuée, dans lequel une déviation (ACi) d'une valeur de consigne de la pression d'huile initiale par rapport à une valeur correcte est calculée pour obtenir une valeur de pression d'huile initiale fournie à l'élément d'embrayage de passage à la vitesse supérieure, après le passage d'une durée de temps prédéterminée, en fonction d'une valeur de consigne reposant sur la modification d'une vitesse de rotation de l'arbre moteur dans une phase de transfert initiale et la valeur de consigne de la pression initiale prédéterminée ainsi obtenue est utilisée comme valeur de consigne de la pression de l'huile initiale lors du passage à la vitesse supérieure venant immédiatement après.