Brevet FR2803361A1 — publié le 20010706

L'invention concerne un procédé et un dispositif servant à commander un processus de changement de vitesse dans le cas d'un véhicule automobile avec une boîte de vites- ses automatique à commande séquentielle. Etat de la technique Si l'on intègre dans la ligne de transmission de véhicules automobiles des boîtes de vitesses automatiques (ASG), il y a alors la nécessité de déterminer et de mettre en place en permanence un étage de démultiplication approprié pour la boîte de vitesses. Une commande de ce type requiert dans des boîtes de vitesses, qui ne peuvent être commandées que de façon séquentielle, des exigences particulières. La prédéfinition d'une démultiplication de la boîte de vitesses a lieu dans ce cas en général en deux étapes. Tout d'abord on sélectionne une démultiplication appropriée en fonction de beaucoup de grandeurs d'influence. Ceci peut avoir lieu par exemple d'une manière telle que soit l'on exploite des courbes caractéristiques établies en fonc- tion de la position du clapet d'étranglement et de la vitesse20 du véhicule, soit on détermine tout d'abord une vitesse de rotation optimale du moteur et ensuite on trouve en fonction de cela une démultiplication appropriée. Si la démultiplica- tion de la boîte de vitesses ainsi déterminée s'écarte d'une démultiplication actuelle, on doit en règle générale avoir un changement de vitesse. Pour cela on prédéfinit en règle géné- rale une démultiplication de consigne de la boîte de vitesses à mettre en place pour un actionneur de boîte de vitesses. Dans des situations de marche déterminées il y a cependant des raisons de bloquer le processus de changement de vitesse. C'est ainsi par exemple qu'il n'est pas souhaitable de chan- ger de vitesse quand le véhicule roule très vite en virage. Pour garantir un tel mode de changement de vitesse, il est connu d'incorporer dans la zone d'une commande de la ligne de transmission une interdiction de changement de vitesse. L'in- convénient dans le cas de ce processus connu c'est toutefois que des situations déterminées, comme par exemple un proces- sus d'accélération ou un freinage en urgence, ne sont prises en considération que de façon insuffisante. C'est ainsi qu'il est souvent nécessaire d'avoir la possibilité d'effectuer un double changement de vitesse ou de multiples changements de vitesse lors du processus de changement de vitesse, ce qui est cependant à éviter en fonctionnement normal eu égard au5 confort de marche et de changement de vitesse. Avantages de l'invention L'invention concerne donc un procédé pour comman- der un processus de changement de vitesse dans le cas de vé- hicules automobiles avec une boîte de vitesses automatique à10 commande séquentielle, dans lequel - on détermine tout d'abord une démultiplication voulue de la boîte de vitesses et une démultiplication actuelle de la boîte de vitesses, - ensuite on compare la démultiplication voulue de la boîte de vitesses à la démultiplication actuelle de la boîte de vitesses, et dans la mesure o il y a un écart, on prédé- finit la démultiplication de la boîte de vitesses pour un actionneur de la boîte de vitesses comme la démultiplica- tion de consigne de la boîte de vitesses à mettre en place et - la mise en place de la démultiplication de consigne de la boîte de vitesses n'a lieu que quand une interdiction de changement de vitesse le permet. Avec le procédé et le dispositif servant à com- mander un processus de changement de vitesse dans le cas d'un véhicule automobile ayant une boîte de vitesses automatique à commande séquentielle, il est possible pour la première fois et d'une manière simple de permettre des doubles manoeuvres et des manoeuvres multiples du changement de vitesse dans des si- tuations de marche sélectionnées. A cet effet, le procédé selon l'invention est ca- ractérisé en ce que l'interdiction de changement de vitesse ne laisse se produire un processus de changement de vitesse à une consigne de démultiplication que sur un étage au maximum s'écartant de la démultiplication actuelle de la boîte de vi- tesses (interdiction de changement de vitesse), mais permet toutefois la mise en place d'un seul trait quand il y a une exigence de double changement de vitesse ou de changement de vitesse multiple en fonction de la situation de marche du vé- hicule. On peut par exemple, lors d'une rétrogradation, assurer une accélération optimale du véhicule et de cette fa- çon augmenter sensiblement la sécurité de la marche en pré- voyant des moyens grâce auxquels l'interdiction de changer de vitesse ne laisse s'opérer un processus de changement de vi- tesse que pour au maximum un étage de démultiplication s'écartant de la démultiplication actuelle de la boîte de vi- tesses, permettant de mettre en place la démultiplication de consigne de la boîte de vitesses, mais permet toutefois quand on est en présence d'une exigence de double changement de vi- tesse ou de changement multiple de vitesse, en fonction de la situation de marche du véhicule, d'opérer d'un seul trait et d'augmenter encore de cette façon sensiblement la sécurité de la conduite. De même dans le cas d'un freinage d'urgence on peut entreprendre un changement multiple de vitesse, de telle sorte que l'on puisse faire redémarrer le véhicule qui s'est arrêté à la suite de ce freinage directement à nouveau à par- tir du premier étage de démultiplication. Une commande de ce type fait partie d'une commande d'entraînement coordonnée. De façon avantageuse on a des exigences de double changement de vitesse ou de changements de vitesse multiples quand: (a) a lieu une rétrogradation des vitesses, et (b) la démultiplication voulue de la boîte de vitesses est plus petite que la démultiplication actuelle de la boîte de vitesses ou qu'une démultiplication en vue de la boîte de vitesses, et (c) une position de la pédale d'accélérateur ou une puis- sance motrice exigée dépasse une valeur de seuil appli- cable ou les freins sont actionnés. De cette manière on peut détecter d'une manière particulièrement simple des situations de marche dans les- quelles il est nécessaire d'avoir un double changement de vi- tesse ou un changement de vitesse multiple. Dans ce cas on entend par démultiplication de la boîte de vitesses un rap- port, de grandes valeurs de la démultiplication cinématique étant habituellement associées à un petit rapport. Il s'est révélé en outre avantageux d'empêcher le renouvellement d'un processus de changement de vitesse, quand le processus précédent de changement de vitesse était un dou- ble changement de vitesse ou un changement de vitesse multi- ple et quand un intervalle de temps prédéfini ne s'est pas encore écoulé après la fin de ce processus de changement de vitesse (interdiction de changement de vitesse multiple). Une telle interdiction de changement de vitesse multiple peut alors être en particulier prise en considération, quand les freins ne sont pas actionnés et quand la puissance motrice exigée est positive. En outre on peut coordonner de manière avanta- geuse une telle interdiction de changement de vitesse avec l'interdiction d'une montée des vitesses ou d'une rétrograda- tion, de telle sorte qu'au total on peut disposer d'un pro- cessus de commande au total très flexible, correspondant aux nécessités respectives, pour le processus de changement de vitesse dans le cas de boîtes de vitesses à commande séquen- tielle. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - on empêche au moyen de l'interdiction de changement de vi- tesse vers le haut en particulier le changement de vitesse vers le haut dans le cas d'un retrait rapide de la pédale d'accélérateur (Fast-Off), la rétrogradation est empêchée, en particulier dans le cas o le véhicule prend un virage à vitesse élevée, au moyen de l'interdiction de rétrogradation. L'invention concerne également un dispositif com- prenant les moyens nécessaires à la mise en oeuvre du procédé. Dessins L'invention va être décrite ci-après plus en dé- tail à partir d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 montre une représentation de principe d'une commande coordonnée de ligne de transmission, - la figure 2 montre un déroulement schématique d'un proces- sus de changement de vitesse, - la figure 3 montre un diagramme schématique de déroulement servant à déterminer une démultiplication de consigne de la boîte de vitesses, et - la figure 4 montre un diagramme de déroulement pour la ré- gulation du processus de changement de vitesse en cas de double changement de vitesse ou de changement de vitesse multiple. Description de l'exemple de réalisation La figure 1 montre une structure fonctionnelle d'une commande de ligne de transmission 10, avec laquelle on doit régler un couple d'entraînement de consigne prédéfini 12 en influençant les sous-ensembles qui sont disposés dans la ligne de transmission. Les sous-ensembles se composent par exemple d'un moteur 14 avec une commande de moteur, d'une boîte de vitesses 16 avec une commande de boîte de vitesses, et d'un embrayage 18 avec une commande d'embrayage. Il est affecté aux sous-ensembles respectifs 14, 16, 18 des action- neurs, 20, 22, 24, au moyen desquels peut avoir lieu un ré- glage des grandeurs de consigne pour les sous-ensembles respectifs. La coordination au moyen de la commande de la li- gne d'entraînement 10 peut avoir lieu à l'aide d'un appareil de commande central, associé aux différents sous-ensembles, appareil de commande central dans lequel sont déposées des procédures correspondantes. Il est aussi concevable de mettre en oeuvre des procédures de ce type en tout ou partie dans les actionneurs 20, 22, 24 nécessaires respectivement au réglage des grandeurs de consigne, de telle sorte que par exemple l'actionneur de la boîte de vitesses 22 présente un disposi- tif de commande correspondant pour régler la grandeur de con- signe sur la boîte de vitesses 16. Il s'est révélé avantageux de davantage organiser la commande 10 de la ligne de transmission en ce qui concerne les problèmes de commande sélectionnés. C'est ainsi que l'on peut prédéfinir les grandeurs de consigne nécessaires au moyen d'un coordinateur 26 pour les différents actionneurs , 22, 24 dans des situations déterminées. La pièce consti- tutive d'un tel coordinateur 26 peut être, entre autres, une commande de processus de changement de vitesse 28, qui coor- donne alors le processus de changement de vitesse en prédéfi- nissant des grandeurs de consigne correspondantes sur tous les sousensembles concernés. Une interdiction SV chargée d'empêcher un changement de vitesse, qui sera décrite encore plus en détail ci-après, peut dans ce cas soit être une par- tie constitutive de la commande 28 du processus de changement de vitesse, soit alors être déposée de façon autonome dans le dispositif de commande de l'actionneur 22 de la boîte de vi- tesses. Sur la figure 1 on a représenté des grandeurs d'influence et des grandeurs de consigne sélectionnées à ti- tre d'exemple, qui peuvent être utilisées lors de la coordi- nation des sous-ensembles de la ligne de transmission. C'est ainsi par exemple qu'on retransmet au moyen de la commande du moteur 14 une vitesse de rotation du moteur nm à l'actionneur du moteur 20 et ensuite au coordinateur 26, et que dans le sens inverse a lieu une prédéfinition d'une consigne de vi- tesse de rotation nm,sol, du moteur ou d'un couple de consigne de sortie du moteur mdma, soll. De la même manière peut avoir lieu une prédéfinition d'un couple de consigne mdk soll pour l'embrayage 18. Pour la commande du processus de changement de vitesse on a dans ce cas des grandeurs nécessaires, en particulier un étage g de démultiplication actuelle, une dé- multiplication gsoll de consigne de la boîte de vitesses pré- définie par l'actionneur 22 de la boîte de vitesses, ainsi qu'une démultiplication en vue gziel de la boîte de vitesses. Pendant un processus de changement de vitesse la démultipli- cation en vue gziel de la boîte de vitesses est la démulti- plication qu'atteint la boîte de vitesses 16 après le processus de changement de vitesse. En dehors d'un processus de changement de vitesse la démultiplication actuelle g de la boîte de vitesses et la démultiplication en vue gziel de la boîte de vitesses sont identiques. En outre il peut se passer en même temps encore, pour la commande, un statut de la boîte de vitesses qui donne par exemple des informations sur le dé- roulement d'un processus actuel de changement de vitesse. Sur la figure 2 on a représenté schématiquement le déroulement d'un processus de changement de vitesse. On, peut dans ce cas articuler le processus de changement de vi- tesse S en trois phases, à savoir une réduction du couple 30, un changement de vitesse 32 et une montée du couple 34. Le déroulement des trois phases est commandé au moyen de la com- mande 28 du processus de changement de vitesse. C'est ainsi par exemple que du fait d'une variation du couple d'entraîne- ment de consigne 12 au moyen de la commande 10 de la ligne de transmission, il est introduit une nouvelle démultiplication gstat de la boîte de vitesses qui est retransmise à l'action- neur 22 de la boîte de vitesses. Du fait de la démultiplica- tion voulue gstat l'actionneur 22 de la boîte de vitesses provoque alors de son côté le réglage d'une démultiplication de consigne gsoll correspondante. Dans la mesure o la boîte de vitesses 16 accepte gsoll, cette prédéfinition de consigne est confirmée. Dans l'exemple de réalisation gziel est par exemple une démultiplication gl. Pendant la réduction 30 du couple la démultipli- cation actuelle g selon l'exemple de réalisation est une dé- multiplication gk. Dans cette première phase l'embrayage 18 est ouvert et un couple moteur mdma est réduit. Dans la se- conde phase du changement de vitesse 32, qui suit, on retire gk (il règne alors une démultiplication g0), pour introduire alors la démultiplication gl dans la phase d'augmentation du couple 34 et effectuer une adaptation du couple. De la figure 3 on peut tirer la façon dont la dé- multiplication de consigne de la boîte de vitesses gsolt est prélevée à partir de la démultiplication voulue de la boîte de vitesses gstat en prenant en considération les interdic- tions de changement de vitesse. C'est ainsi qu'on détermine tout d'abord à l'intérieur du coordinateur 26 la démultipli- cation de consigne de la boîte de vitesses gstat, En outre on détecte au moyen de la commande de boîte de vitesses intégrée dans la boîte de vitesses 16 la démultiplication actuelle g de la boîte de vitesses. Dans le cas d'un écart entre les deux démultiplications on prédéfinit en principe pour la boîte de vitesses au moyen de l'actionneur 22 de la boîte de vitesses la démultiplication de consigne de la boîte de vi- tesses gsoll. La mise en place de g01soll n'a lieu d'ailleurs que si l'interdiction de changement de vitesse SV permet ce- la.5 Il peut y avoir une interdiction de changement de vitesse SV (on désignera cet état comme actif dans ce qui suit), par exemple pendant le déroulement d'un processus de changement de vitesse. En outre l'interdiction de changement de vitesse SV peut comprendre une interdiction de changement10 de vitesse en montant HSV, qui est demandée dans le cas o le réglage de la vitesse de consigne de la boîte de vitesses gsoll0 exige un changement de vitesse vers le haut. C'est ain- si qu'on peut empêcher au moyen de l'interdiction de change- ment de vitesse vers le haut HSV en particulier le changement de vitesse vers le haut dans le cas d'un retrait rapide de la position de la pédale d'accélérateur (Fast- Off). De la même manière une interdiction de rétrogradation RSV peut être in- tégrée dans l'interdiction de changement de vitesse SV, qui est interrogée dans le cas o la mise en place de la démulti- plication de consigne de la boîte de vitesses gsoll exige une rétrogradation. De cette manière la rétrogradation peut être empêchée par exemple dans le cas o le véhicule prend un vi- rage à une vitesse élevée. Si par conséquent l'une des inter- dictions de changement de vitesse décrite est active, la mise en place de gsoll est interdite. Dans des situations particulières, telles que par exemple une forte accélération (kick-down) et un freinage en urgence, il est avantageux même dans le cas d'une boîte de vitesses 16 à commande séquentielle de prévoir un double changement de vitesse ou un changement de vitesse multiple. On se trouve en présence de la nécessité d'avoir un double changement de vitesse ou un changement de vitesse multiple en particulier quand a lieu une rétrogradation et quand la dé- multiplication voulue est plus petite que la démultiplication actuelle g de la boîte de vitesses ou que la démultiplication en vue de la boîte de vitesses gziel. En outre la position de la pédale d'accélérateur ou la puissance d'entraînement re- quise doivent dépasser une valeur de seuil applicable, ou les freins doivent être actionnés. Comme un tel processus de changement de vitesse est peu raisonnable dans un fonctionne- ment normal, il est nécessaire au moyen de l'interdiction de changement de vitesse SV maximal de laisser se produire un changement dans l'un des étages de démultiplication voisin de la démultiplication actuelle g de la boîte de vitesses (in- terdiction de changement de vitesse SVmax) et de laisser le réglage se faire d'un seul trait seulement quand est exigé un double changement de vitesse ou un changement de vitesse mul- tiple en fonction de la situation de la marche du véhicule. Sur la figure 4 on a représenté un diagramme de déroulement d'une commande de processus de changement de vi- tesse en prenant en considération des doubles changements de vitesse ou des changements de vitesse multiples. En partant d'un fonctionnement normal (étape Si), pendant laquelle l'in- terdiction de changement de vitesse SVmax est active, on ef- fectue tout d'abord la réduction du couple 30. Pendant la phase suivante du changement de vitesse 32 l'interdiction de changement de vitesse SVmax continue à rester active. Lors d'une interrogation suivante 36 on examine alors s'il y a une exigence de double changement de vitesse ou de changement de vitesse multiple (étape S2). Si la réponse est affirmative (Y), on désactive, lors d'une étape S3, l'interdiction de changement de vitesse SVmax et on laisse la phase de change- ment de vitesse 32 se dérouler à nouveau. De cette manière on peut par conséquent enclencher un étage de démultiplication qui n'est plus voisin de la démultiplication initiale g. Quand on a finalement atteint la démultiplication en vue gziel, il n'y a plus, cela va de soi, d'exigence d'un double changement de vitesse, et le processus de changement de vi- tesse entre dans la phase d'augmentation 34 du couple. Une fois cette phase terminée on retrouve à nouveau le fonction- nement normal (étape Si). Dans ce cas l'interdiction de chan- gement de vitesse SVmax est à nouveau activée. Pour empêcher une série de plusieurs processus de changement de vitesse après la fin d'un changement de démul- tiplication avec double changement de vitesse ou changement de vitesse multiple on peut faire démarrer un compteur de temps à la fin de ce processus de changement de vitesse. Dans ce cas le renouvellement d'un processus de changement de vi- tesse ne peut être introduit qu'après l'écoulement d'un laps de temps prédéfini pour le compteur de temps (interdiction de5 changement de vitesse multiple MSV). En outre l'interdiction de changement de vitesse multiple MSV peut être rendue dépen- dante du fait que les freins ne sont pas actionnés et que la puissance d'entraînement exigée est positive et que par con- séquent le véhicule se trouve dans une phase d'accélération. R E V E N D I C A T I ON S ) Procédé pour commander un processus de changement de vi- tesse dans le cas de véhicules automobiles avec une boîte de vitesses automatique à commande séquentielle, dans lequel - on détermine tout d'abord une démultiplication voulue de la boîte de vitesses (gstat) et une démultiplication ac- tuelle (g) de la boîte de vitesses, - ensuite on compare la démultiplication voulue de la boîte de vitesses (gstat) à la démultiplication actuelle (g) de la boîte de vitesses, et dans la mesure o il y a un écart, on prédéfinit la démultiplication de la boîte de vitesses (g) pour un actionneur de la boîte de vitesses comme la démultiplication de consigne (gsoil) de la boîte de vitesses à mettre en place et - la mise en place de la démultiplication de consigne (gsoll) de la boîte de vitesses n'a lieu que quand une interdic- tion de changement de vitesse (SV) le permet, caractérisé en ce que l'interdiction de changement de vitesse (SV) ne laisse se produire un processus de changement de vitesse à une consigne de démultiplication (gsoll) que sur un étage au maximum s'écartant de la démultiplication actuelle (g) de la boîte de vitesses (interdiction de changement de vitesse (SVmax)), mais permet toutefois la mise en place d'un seul trait quand il y a une exigence de double changement de vitesse ou de changement de vitesse multiple en fonction de la situation de marche du véhicule. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on a une exigence de double changement de vitesse ou de chan- gement de vitesse multiple en particulier quand (a) une rétrogradation a lieu, et (b) la démultiplication voulue (gstat) de la boîte de vites- ses est plus petite que la démultiplication actuelle (g) de la boîte de vitesses ou qu'une démultiplication en vue (gziel) de la boîte de vitesses, et (c) une position de la pédale d'accélérateur ou une puis- sance d'entraînement exigée dépasse une valeur de seuil applicable ou les freins sont actionnés. 3 ) Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'interdiction de changement de vitesse (SV) empêche le re- nouvellement d'un processus de changement de vitesse, quand le processus de changement de vitesse précédent était un dou- ble changement de vitesse ou un changement de vitesse multi- ple et quand un laps de temps prédéfini ne s'est pas encore écoulé après la fin de ce processus de changement de vitesse (interdiction de changement de vitesse multiple (MSV)). 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'interdiction de changement de vitesse multiple (MSV) n'est prise en considération que quand les freins ne sont pas ac- tionnés et quand la puissance d'entraînement exigée est posi- tive. ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que l'interdiction de changement de vitesse (SV) comprend une in- terdiction de changement de vitesse vers le haut (HSV), qui est interrogée dans le cas o la mise en place de la démulti- plication de consigne (gsoll) de la boîte de vitesses exige un changement de vitesse vers le haut. 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' on empêche au moyen de l'interdiction de changement de vi- tesse vers le haut (HSV) en particulier le changement de vi- tesse vers le haut dans le cas d'un retrait rapide de la pédale d'accélérateur (Fast-Off). 7 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'interdiction de changement de vitesse (SV) comprend une in- terdiction de rétrogradation (RSV), qui est interrogée dans le cas o la mise en place de la démultiplication de consigne (gsoll) de la boîte de vitesses exige une rétrogradation. 8 ) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la rétrogradation est empêchée, en particulier dans le cas o le véhicule prend un virage à vitesse élevée, au moyen de l'interdiction de rétrogradation (RSV). ) Dispositif pour commander un processus de changement de vitesse dans le cas de véhicules automobiles avec une boite de vitesses automatique à commande séquentielle, dans lequel - on détermine tout d'abord une démultiplication voulue de la boîte de vitesses (gstat) et une démultiplication ac- tuelle (g) de la boîte de vitesses, - ensuite on compare la démultiplication voulue de la boîte de vitesses (gstat) à la démultiplication actuelle (g) de la boîte de vitesses, et dans la mesure o il y a un écart, on prédéfinit la démultiplication (gstat) de la boîte de vitesses pour un actionneur de la boîte de vites- ses comme la démultiplication de consigne (gsoll) de la boîte de vitesses à mettre en place, et - la mise en place de la démultiplication de consigne (gsol) de la boîte de vitesses n'a lieu que quand une interdic- tion de changement de vitesse (SV) le permet, caractérisé par des moyens prévus pour que l'interdiction de changement de vitesse (SV) ne laisse se produire un processus de changement de vitesse à une consigne de démultiplication (gsoll) que sur un étage au maximum s'écartant de la démultiplication ac- tuelle (g) de la boîte de vitesses (interdiction de change- ment de vitesse (SVmax)), mais permet toutefois la mise en place d'un seul trait quand il y a une exigence de double changement de vitesse ou de changement de vitesse multiple en fonction de la situation de marche du véhicule. ) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le renouvellement d'un processus de changement de vitesse est empêché au moyen de l'interdiction (SV) de changement de vi- tesse, quand le processus précédent de changement de vitesse était un double changement de vitesse ou un changement de vi- tesse multiple et quand un laps de temps prédéfini ne s'est pas encore écoulé après la fin de ce processus de changement de vitesse (interdiction de changement de vitesse multiple (MSV)). 11 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que l'interdiction de changement de vitesse (SV) comprend une in- terdiction de changement de vitesse vers le haut (HSV), qui est interrogée dans le cas o la mise en place de la démulti- plication de consigne (gsoll) de la boîte de vitesses exige un changement de vitesse vers le haut. 12 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que l'interdiction de changement de vitesse (SV) comprend une in- terdiction de rétrogradation (RSV), qui est interrogée dans le cas o la mise en place de la démultiplication de consigne (gsoll) de la boîte de vitesses exige une rétrogradation.