Brevet FR2818936A1 — publié le 20020705

La présente invention concerne un procédé de mise en oeu- vre d'une ligne de transmission d'un véhicule automobile comprenant un moteur relié par un embrayage à une boite de vitesses automatique. La présente invention concerne également une installation de régulation pour la mise en oeuvre du procédé. La ligne de transmission d'un véhicule automobile peut être équipée d'une boîte de vitesses automatique. Dans le cas d'une telle boite de vitesses installée généralement entre le moteur du véhicule et un jeu de roues entraînées par l'unité motrice, on automatise le changement des lo rapports de vitesse, c'est-à-dire que l'opération se fait sans être comman- dée par le conducteur. Cette opération se fait en général suivant les conditions de fonctionnement telles que par exemple, l'état de la chaussée, la vitesse du véhicule ou son accélération. La boîte de vitesses comporte un certain nombre de " vitesses " caractérisées par un rapport de vitesses de rotation entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses. Pour un chan- gement de rapport ou une opération de démarrage du véhicule, on associe généralement la boîte de vitesses à un embrayage également automati- que; cet embrayage commute entre la boîte de vitesses et le moteur du véhicule. L'embrayage s'ouvre après l'arrivée d'un ordre de commutation pour couper d'abord l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses par rapport à l'arbre moteur entraîné par le moteur du véhicule pour ne pas appliquer de couple à l'entrée de la boîte de vitesses. Puis on effectue le changement de rapport proprement dit dans la boîte de vitesses et finalement on re- ferme l'embrayage par une opération de commutation après avoir détecté la fin de l'opération de changement de rapport; l'arbre entraîné est alors relié de nouveau par une liaison par la force à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Pour effectuer un tel changement de vitesses, on utilise une installation de régulation associée à la boîte de vitesses automatique et à l'embrayage associé à celle-ci. Cette installation de régulation commande les actions de la boîte de vitesses et de l'embrayage en prédéterminant des valeurs de réglage appropriées en fonction des paramètres de mesure dé- tectés. Une telle installation de régulation est habituellement conçue pour, qu'après un changement de rapport ou un démarrage, l'embrayage se ferme suivant une rampe commandée dans le temps ou avec une régulation du patinage. Notamment lors du démarrage du véhi- cule, l'embrayage est habituellement fermé complètement pendant un in- tervalle de fermeture relativement court; puis l'installation de régulation augmente la vitesse de rotation du moteur selon une courbe prédétermi- née dépendant du temps. L'accélération du véhicule qui permet un tel principe est toutefois relativement limitée. La présente invention a pour but de développer un procédé de mise en oeuvre de la ligne d'entraînement d'un véhicule automobile correspondant au type défini ci-dessus qui permette, notamment au dé- marrage ou après un changement de rapport, d'obtenir une accélération io particulièrement élevée du véhicule. De plus, il faut prévoir une installa- tion de régulation très appropriée pour la mise en oeuvre du procédé. Selon l'invention, selon un procédé du type défini ci-dessus, le problème est résolu en ce qu'on règle tout d'abord la vitesse de rotation du moteur sur une vitesse de rotation de consigne prédéterminée, et en- suite on ferme l'embrayage de façon telle que la vitesse de rotation du moteur ne diffère pas de la vitesse de rotation de consigne de plus d'une valeur de tolérance prédéterminée. La présente invention part de la considération que l'on ar- rive à une accélération particulièrement élevée du véhicule si l'on utilise, d'une façon particulièrement poussée, la puissance que peut fournir le moteur du véhicule. Pour cela, il faut que les paramètres de fonctionne- ment du moteur du véhicule soient sélectionnés également pour un inter- valle de temps prolongé dans une plage favorable pour fournir une puissance élevée. Comme paramètre particulièrement approprié garantis- sant la fourniture d'une puissance élevée par le moteur du véhicule, on utilise sa vitesse de rotation. L'opération de démarrage ou d'accélération est subdivisée en deux phases, la première phase étant une phase prépa- ratoire du moteur par sa vitesse de rotation, le moteur étant mis dans un état de fonctionnement particulièrement favorable et, dans la seconde phase qui se déroule ensuite, on ferme l'embrayage en conservant le pa- ramètre de fonctionnement approprié pour le moteur du véhicule. De façon avantageuse, en fermant l'embrayage (en em- brayant) on respecte une différence entre la vitesse de rotation du moteur et la vitesse de rotation de consigne inférieure à environ 10 % de la vitesse 3 de rotation de consigne. En d'autres termes: pendant la fermeture de l'embrayage, on considère comme avantageuse une valeur de tolérance encore acceptable pour la vitesse de rotation du moteur, si celle-ci ne dif- fère pas de plus de 10 % de la vitesse de rotation de consigne. Pour une capacité d'accélération bonne du véhicule, on prédétermine avantageusement la vitesse de consigne du moteur du véhi- cule suivant sa caractéristique, pour qu'à la vitesse de rotation du moteur qui correspond à la vitesse de rotation de consigne celui-ci fournisse sa puissance maximale et/ou son couple maximum. Selon un développement particulièrement avantageux, on ferme l'embrayage dans le cadre d'un concept de régulation selon lequel à la fermeture de l'embrayage on surveille la valeur réelle de la vitesse de rotation du moteur et on l'utilise comme grandeur guide du circuit de ré- o10 gulation. De façon avantageuse, à l'aide de la valeur réelle de la vitesse de rotation du moteur, on génère une valeur de réglage pour un paramètre de réglage influençant le patinage de l'embrayage et/ou une valeur de réglage pour un paramètre de réglage servant à influencer la vitesse de rotation du moteur. De préférence, on génère une valeur de réglage servant à ré- gler la pression d'embrayage, une valeur de réglage pour influencer l'alimentation en carburant du moteur du véhicule, une valeur de réglage pour la position de l'embrayage et/ou une valeur de réglage pour influen- cer l'angle d'allumage, comme paramètres de réglage. Le réglage de la vitesse de rotation du moteur sur la vitesse de rotation de consigne et la fermeture consécutive de l'embrayage peu- vent se faire dans le cadre du fonctionnement permanent du véhicule au- tomobile qui reste très largement régulier ou uniforme. De manière préférentielle, le réglage de la vitesse de rotation du moteur sur la vitesse de rotation de consigne et ensuite la fermeture de l'embrayage se font, toutefois, dans des conditions de circulation particu- lières pour des exigences exceptionnelles et brèves concernant l'accélération du véhicule et en particulier le souhait exprimé par le conducteur. De façon avantageuse, on déclenche le réglage (ou régulation) de la vitesse de rotation du moteur sur la vitesse de rotation de consigne puis la fermeture de l'embrayage par un signal de commande représentant le souhait du conducteur. Pour déterminer le souhait du conducteur, on surveille avantageusement la pédale d'accélérateur du point de vue de son actionnement moyen de sorte que, pour une manoeuvre d'enfoncement rapide (encore appelée " Kick-Down "), cela est constaté sans équivoque comme correspondant à une accélération particulièrement forte. En va- riante, le signal de commande qui représente le souhait du conducteur est généré par l'actionnement d'un dispositif d'entrée à commande manuelle, comme par exemple un levier de déclenchement. Le problème ci-dessus est résolu par une installation de ré- gulation de la ligne de transmission d'un véhicule automobile comportant en aval du moteur un embrayage et une boite de vitesses automatique, caractérisée par une unité de commande qui, reliée en sortie au moteur du véhicule pour émettre une première valeur de réglage influençant la vitesse de rotation du moteur à l'embrayage pour émettre une seconde valeur de réglage influençant le patinage de l'embrayage, est conçue pour, 1o qu'à la demande, elle fournisse tout d'abord au moteur la première valeur de réglage correspondant au réglage sur une vitesse de consigne prédé- terminée comme vitesse de rotation du moteur, et ensuite à l'embrayage la seconde valeur de réglage, et le cas échéant au moteur, une première va- leur de réglage, actualisée, de façon qu'à la fermeture de l'embrayage, la vitesse de rotation du moteur ne diffère pas de plus d'une valeur de tolé- rance, par rapport à la vitesse de rotation de consigne. L'unité de commande est, de préférence, reliée du côté de l'entrée à des moyens détectant le souhalt du conducteur. Les avantages de l'invention résident notamment dans la division de la phase d'accélération après un changement de rapport ou au démarrage, en une première phase dans laquelle on règle la vitesse de ro- tation du moteur et en une seconde phase dans laquelle on ferme l'embrayage, ce qui permet au moteur du véhicule de fonctionner dans un intervalle de temps particulièrement long dans une plage de vitesses de rotation très avantageuse. Ainsi dans un intervalle de temps particulière- ment long, on aura une puissance élevée et ainsi une accélération élevée. En particulier, dans la seconde phase, par une intervention appropriée sur l'embrayage et une intervention active appropriée simultanée sur les paramètres de fonctionnement du moteur du véhicule, on peut maintenir la vitesse de rotation du moteur dans une plage relativement étroite au- tour d'une vitesse de rotation de consigne considérée comme particulière- ment avantageuse. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans l'unique figure qui montre sché- matiquement une ligne de transmission d'un véhicule automobile équipé d'une boîte de vitesses automatique. Selon la figure, la ligne de transmission 1 se compose d'un moteur de véhicule 2 relié par un arbre de sortie 4 ou arbre moteur à un embrayage 6. L'embrayage 6 est relié par sa sortie à l'arbre d'entrée 8 d'une boîte de vitesses 10. La boîte de vitesses 10 est une boite de vitesses automatique; sa sortie est reliée par un arbre de sortie 12 à un jeu de roues 14 constituant l'unité d'entraînement d'un véhicule automobile. La boîte de vitesses 10 comporte un certain nombre de rapports prédéfinis correspondant chaque fois à un rapport fixe de vitesses de rotation de l'arbre d'entrée 8 et de l'arbre de sortie 12. Une installation de régulation 20 assure la commande de la ligne de transmission 1, notamment son embrayage 6. L'installation de o10 régulation 20 est conçu, d'une part, pour déterminer le rapport de vitesses souhaitable pour la situation de conduite actuelle, et de déterminer un ordre de commutation approprié S pour la boîte de vitesses automatique et, d'autre part, une fois le changement de rapport effectué, pour syn- chroniser l'arbre d'entraînement 4 sur l'arbre d'entrée 8 en un temps court et en conservant un confort de conduite aussi grand que possible. L'installation de régulation 20 comprend une unité de commande 21 dont la sortie est reliée par une ligne de transmission de signal 23 à l'embrayage 6. La ligne de transmission de signal 22 transmet à la boîte de vitesses 10 un ordre de commutation. Par cet ordre, les opé- rations nécessaires sont effectuées dans la boîte de vitesses pour passer du rapport de vitesse présent au rapport de vitesse souhaité. La ligne de signal 23 applique à l'embrayage 6 une valeur de réglage Sw pour une po- sition d'embrayage (k), c'est-à-dire pour la position d'un élément d'embrayage non représenté en détail. En fonction de cette valeur de ré- glage Sw, on règle dans l'embrayage 6 une position d'embrayage (k) carac- téristique du comportement de l'embrayage et notamment du patinage de l'embrayage (s). Le patinage d'embrayage (s) est défini par la différence entre la vitesse de rotation " na " de l'arbre d'entraînement 4 relié à l'entrée d'embrayage 6 et la vitesse de rotation " ne " de l'arbre d'entrée 8 de la boîte de vitesses 10 relié à sortie de l'embrayage 6. L'unité de commande 21 est reliée en sortie par une ligne de signal 24 au moteur 2 du véhicule. La ligne de signal 24 transmet au mo- teur 2 une valeur de réglage Sm qui règle la vitesse de rotation du moteur ou la vitesse de rotation " na " de son arbre d'entraînement 4. Il peut s'agir, par exemple, pour la valeur de réglage Sm d'une valeur réglant la position du volet d'étranglement du moteur 2 du véhicule. En entrée, l'unité de commande 21 est reliée par une ligne de signal 25 à la boîte de vitesse 10, par une ligne de signal 26 un capteur de rotation 28 monté sur l'arbre d'entrainement 4; l'unité de commande est également reliée par une ligne de signal 30 à un capteur de vitesse de rotation 32 associé à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses 10 et par une ligne de signal 34 à un capteur de vitesse de rotation 36 associé à l'arbre de sortie 12. En variante ou en plus, on peut également avoir un autre capteur détectant la position de la boîte de vitesses, par exemple la posi- tion d'un actionneur de boite de vitesses automatique. L'unité de com- mande 21 est également reliée par un certain nombre d'autres lignes de signal indiquées par la flèche 38, un certain nombre d'autres capteurs de 1o valeur de mesure non représentés en détail ainsi qu'à une installation 39 détectant le souhait du conducteur; il s'agit par exemple du levier de dé- clenchement. Une ligne de transmission de données 40 relie l'installation de régulation 20 à une mémoire de données 42. L'installation de régulation 20 est conçue entre autre pour la commande complète des opérations de changement de rapports de vi- tesse dans la boîte de vitesses 10 ainsi que pour la commande d'une opé- ration de démarrage ou d'accélération du véhicule automobile. Un changement de rapport de vitesse pendant le déplacement ou pour prépa- rer une opération de démarrage à partir de l'arrêt du véhicule comprend tout d'abord l'émission d'un ordre de commutation S. Cette émission peut se faire, par exemple, à l'aide d'une courbe caractéristique de commuta- tion, en prédéterminant le souhait du conducteur ou en utilisant un pa- ramètre de fonctionnement spécifique. Ensuite, le cas échéant, c'est-àdire notamment lorsque le véhicule roule déjà, il y aura une diminution du couple transmis par le moteur 2 vers la boîte de vitesses 10 grâce à l'ouverture de l'embrayage 6. Lorsque l'embrayage 6 est ouvert, c'est-àdire lorsque l'arbre moteur 4 est coupé de l'arbre d'entraînement 8 de la boîte de vitesses 10, il n'y a plus de couple transmis à l'entrée de la boîte de vi- tesses 10. Dans ce cas, en actionnant les actionneurs prévus dans la boîte de vitesses 10, on effectue le changement de rapport proprement dit ou on passe le premier rapport de vitesses. Après avoir détecté la fin de l'opération de changement de rapport ou l'enclenchement du premier rap- port, ce qui se fait par exemple par la transmission d'un signal approprié de la boîte de vitesses 10 vers l'installation de régulation 20, on ferme 3 l'embrayage 6. L'installation de régulation 20 est conçu pour qu'au démar- rage ou après un changement de rapport de vitesse, on puisse le cas échant atteindre une accélération particulièrement élevée du véhicule. L'induction d'une telle opération d'accélération avec une accélération par- ticulièrement élevée du véhicule se fait en prédéterminant manuellement un souhait du conducteur par l'installation 29. En d'autres termes, à la demande du conducteur, par exemple par l'actionnement d'un levier de déclenchement ou par l'actionnement exceptionnel de la pédale d'accélérateur à la manière d'un écrasement de l'accélérateur (Kick- Down) " l'installation 39 génère un signal de commande correspondant et le transmet à l'installation de régulation 20. Par ce signal de commande, l'installation de régulation 20 déclenche une opération d'accélération avec une accélération particuliè- rement intense du véhicule. Pour cela l'installation de régulation 20 déve- loppe un procédé essentiellement en deux étapes pour accélérer le véhicule. Dans une première phase ou première étape, l'installation de ré- gulation 20 fournit une valeur de réglage Sm, l'embrayage 6 étant ouvert. Cette valeur est fournie au moteur 2 du véhicule pour régler la vitesse de rotation du moteur (régime du moteur) ou la vitesse de rotation " na " de l'arbre moteur 4 sur une vitesse de rotation consigne prédéterminée. Pour cela, par la valeur de réglage Sm, on règle la position du volet d'étranglement du moteur du véhicule 2 pour qu'à la suite de l'alimentation en carburant correspondant ainsi à cette position du volet d'étranglement, il se règle une vitesse de rotation du moteur ou une vi- tesse de rotation " na " de l'arbre moteur 4 correspondant sensiblement à la vitesse de rotation de consigne, prédéterminée. Comme vitesse de rota- tion de consigne, on prédétermine en fonction de la caractéristique de vi- tesse de rotation spécifique du moteur 2 du véhicule, la vitesse de rotation pour laquelle le moteur 2 fournit la puissance maximale ou le couple maximum. Au cours d'une seconde phase de l'opération d'accélération, lorsque la vitesse de rotation du moteur ou la vitesse de rotation " na " de l'arbre moteur 4 atteinte pratiquement la vitesse de rotation de consigne prédéterminée, on ferme l'embrayage 6. L'installation de régulation 20 fournit, en fonction du temps, une valeur de réglage Sw de l'embrayage 6 par laquelle se règle la position d'embrayage k d'un élément d'embrayage. La fermeture de l'embrayage 6 se fait de sorte que le régime du moteur ou la vitesse de rotation " na " de l'arbre d'entraînement 4, vitesse réglée déjà dans la première phase, ne change pas de plus d'une valeur de tolérance prédéterminée par rapport à la vitesse de rotation de consigne. Comme valeur de tolérance, on a choisi une déviation de la vitesse de rotation du moteur ou la vitesse de rotation " na " de l'arbre d'entraînement 4 qui correspond à environ 10 % de la vitesse de rotation de consigne. En d'autres termes, pendant la fermeture de l'embrayage 6, on garantit que la vitesse de rotation du moteur ne diffère pas de plus de la valeur de tolé- rance par rapport à la vitesse au début de l'application du couple à la boite de vitesses 10. De plus, pendant la seconde phase de fermeture de l'embrayage 6, on surveille en continu la vitesse de rotation du moteur ou la vitesse de rotation " na " de l'arbre moteur 4 par le capteur de vitesses io de rotation 28. Si l'on constate une chute de la vitesse de rotation du mo- teur ou de la vitesse de rotation "na " de l'arbre d'entraînement 4 audelà d'une valeur prédéterminée, on corrige le comportement de l'embrayage 6 en tant que tel, par une valeur de réglage correspondante Sw et/ou on fournit une valeur de réglage Sm modifiée de manière correspondante, au moteur 2 du véhicule pour régler une alimentation de carburant plus im- portante pour le moteur 2 et/ou une intervention sur l'angle d'allumage, pour répondre à l'augmentation de la demande de puissance. L'accélération ainsi développée en deux phases garantit es- sentiellement que pendant toute l'opération d'accélération du moteur 2 du véhicule, on reste dans une plage de paramètres particulièrement avanta- geuse pour réaliser des accélérations particulièrement élevées du véhicule. Ainsi, pendant un intervalle de temps particulièrement long, le moteur 2 du véhicule fournit une puissance élevée. NOMENCLATURE 1 Ligne de transmission 2 Moteur du véhicule 4 Arbre moteur 6 Embrayage 8 Arbre d'entrée Boîte de vitesses 12 Arbre de sortie 14 Jeu de roues Installation de régulation 21 Unité de commande 22, 23, 24, 25, 26 Ligne de signal 28 Capteur de vitesse de rotation i5 30 Ligne de signal 32 Capteur de vitesse de rotation 34 Ligne de signal 36 Capteur de vitesse de rotation 38 Flèches 39 Installation pour détecter le souhait du conducteur Ligne de données 42 Mémoire de données S Ordre de commutation Sm, Sw Valeurs de réglage na, ne Vitesse de rotation g Valeur limite k Position de l'embrayage s Patinage de l'embrayage. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Procédé de mise en oeuvre d'une ligne de transmission d'un véhicule automobile comprenant un moteur (2) relié par un embrayage (6) à une boite de vitesses automatique, caractérisé en ce qu' on règle tout d'abord la vitesse de rotation du moteur sur une vitesse de rotation de consigne prédéterminée, et ensuite on ferme l'embrayage (6) de façon telle que la vitesse de rotation du moteur ne diffère pas de la vitesse de rotation de consigne de plus d'une valeur de tolérance prédéterminée. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de la fermeture de l'embrayage (6), on maintient une déviation de la vitesse de rotation du moteur par rapport à la vitesse de rotation de consi- gne qui reste inférieure à environ 10 % de la vitesse de rotation de consi- gne. 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme vitesse de rotation de consigne, on prédétermine la vitesse de ro- tation pour laquelle le moteur du véhicule (2) fournit sa puissance maxi- male. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme vitesse de rotation de consigne, on prédétermine la vitesse de ro- tation pour laquelle le moteur du véhicule fournit son couple maximum. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' en fermant l'embrayage (6), on surveille la valeur réelle de la vitesse de rotation du moteur, et à l'aide de cette valeur réelle, on génère une valeur de réglage (Sw, Sin) d'un paramètre d'actionnement pour influencer le patinage de l'embrayage (s). 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' 1l on génère une valeur de réglage (Sw, Sm) pour régler la pression d'embrayage comme paramètre d'actionnement. 7 ) Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu' à l'aide de la valeur réelle de la vitesse de rotation du moteur, on génère d'une valeur de réglage (Sw, Sm) pour un paramètre d'actionnement in- fluençant l'alimentation en carburant du moteur (2) du véhicule. 8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on règle la vitesse de rotation du moteur sur une vitesse de rotation de consigne et ensuite on ferme l'embrayage (6) par un signal de commande représentant le souhait du conducteur. 9 ) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on surveille la pédale d'accélérateur pour déceler un actionnement ex- ceptionnel et déterminer le souhait du conducteur. ) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu' on génère le signal de commande par l'actionnement d'un dispositif d'entrée à commande manuelle. 11 ) Installation de régulation (20) pour une ligne de transmission (1) d'un véhicule automobile comprenant un moteur (2) relié par un embrayage (6) à une boite de vitesses automatique, caractérisée par une unité de commande (21) qui, reliée en sortie au moteur (2) du véhicule pour émettre une première valeur de réglage (Sm) influençant la vitesse de rotation du moteur à l'embrayage (6) pour émettre une seconde valeur de réglage (Sw) influençant le patinage (S) de l'embrayage, est conçue pour, qu'à la demande, elle fournisse tout d'abord au moteur (2) la première va- leur de réglage (Sm) correspondant au réglage sur une vitesse de consigne prédéterminée comme vitesse de rotation du moteur, et ensuite à l'embrayage (6) la seconde valeur de réglage (Sw), et le cas échéant au mo- teur (2), une première valeur de réglage, actualisée, de façon qu'à la fer- meture de l'embrayage (6), la vitesse de rotation du moteur ne diffère pas de plus d'une valeur de tolérance, par rapport à la vitesse de rotation de consigne. 12 ) Installation de régulation (20) selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'entrée de l'unité de commande est reliée à des moyens de détection du souhait du conducteur.