Brevet FR2841316A1 — publié le 20031226

panneau basculanL eL / ou un rideau. pROCEDE ET DISPOSIlIFS DE COMMANDE bES CHANGEMENTS bE RAPPORT D'UNE TRANSMISSION AUTOMAlIQUE OU AUTOMATISEE La presente invention concerne les transmissions automatiques ou automatisees a rapports etages, et plus precisement la gestion des passages de vitesses. Cette invention a pour objet un procede de commande des changements de rapports d'une transmission automatique ou automatisee, selon des lois de pGssage etablies en fonction de la vitesse de deplacement 0 du vehicule et de la charge du moteur. Wile a egalement pour objet les calculateurs ainsi que les transmissions et les vehicules dans lesquels un tel procede est mis en ocuvre. C>ans les transmissions automatiques conventionnelles, les changements de rapport vent declenches en fonction de la vitesse du vehicule et de la charge du moteur. Ces criteres de vitesse et de charge vent pris en compte dans des lois de changement de rapport, materialisees par des courbes dans un plan de coordonnees Vitesse vehicule / Variable de charge du moteur (papillon, position pedale d'accelerateur, puissance...), et les changements de vitesse vent declenches lorsque le point de fonctionnement de la transmission traverse l'une de ces courbes. Selon lietat de la technique connue, les courbes de passages montants et de passoges descendants vent decalees, de facon d eviter le c >, c'est a dire l'instabilite du rapport a proximite des courbes de passage. :s b'autres mesures ont egalement ete proposees pour empecher des changements de rapports intempestifs, notamment dans la publication WO - 2 99/01685, relative a liadaptation des lo is de possage au style de conduite du conducteur. Cependant, aucune des dispositions connues dans ce domaine ne parvient a empecher que le passage effectif sur le rapport superieur intervienne le plus souvent au-deld de la vitesse souhaitee, en raison du temps separant le declenchement du passage et le passoge effectif sur le nouveau rapport. La presente invention vise ad ameliorer la prestation de changement de rapport montant et d'optimiser ['application des lois de passages montants o dans une transmission automatique ou automatisee. bans ce but, elle propose que la vitesse prise en compte pour declencher un passage montant soit la vitesse atteinte par le vehicule lors du passage effectif sur le nouveau rapport, et non sa vitesse lors du declenchement du passage. s be preference, la vitesse prise en compte, ou >, est ia vitesse maximum atteinte par le vehicule au moment du passage. La vitesse du vehicule sur le nouveau rapport peut notamment etre calculee a partir de sa vitesse instantanee et d'un temps de debrayage previsible entre le declenchement du chQngement de rapport et le passage o effectif sur le nouveau rapport. b'autres caracteristiques et avantages de la presente invention appara^'tront clairement d la lecture de la description, suivante d'un mode de realisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 rappelle le principe connu des lois de passages de vitesses, 2344 34 ! - 3 - la figure 2 illustre le procede de commande de 1'invention, et les figures 3 et 4, reproduisent des resultats d'essais particuliers de passage 1/ 2 sur terrain plat, et en montee. Sur la figure 1, relative d 1'etat de la technique connue, la courbe (1) est une courbe de passages descendants (N/N-1), et la courbe (2) est une courbe de passages montonts (N/N+1). Ces courbes visent d effectuer les pQssages a des vitesses vehicule d'autant plus elevees que la charge du moteur est elevee, dans les limites du regime moteur maximum autorise, appele parfois >. Par ailleurs, le decalage entre les deux courbes o permet d'eviter les phenomenes dits de K pompage >> evoques plus haut. La figure 2 decrit, a titre d'exemple non limitatif, les variations du regime moteur et de la vitesse vehicule sur 1'arbre primaire au cours diun passage 1 / 2, en illustration du procede de commande propose par ['invention. Les courbes (a), (b), (c) et (d) traduisent ['evolution respective dans le temps en tours par minute (tr/mn), du regime moteur Nmo, du regime primaire de bo^lte NI, de IQ vitesse reelle du vehicule Vveh ramenee au primaire, et de la vitesse prevue Vprev lors du passage effectif, egalement ramenee GU primaire en tours par minute. Sur ce schema, le top de consigne de passage montant 1 / 2, correspondant au croisement de la courbe 2 de Ic figure 1 intervient d I'instant to = 0. La valeur de la vitesse au primaire Vveh d to est de 3000 tr/min environ. Le passage debute reellement au point dtinflexion de la vitesse vehicule (acceleration nulle), d ['instant t = to + 0,790 s, correspondant d la fin d'un temps de debrayage, ou le regime moteur est d'environ 4000 tr/mn. - 4 La courbe du regime moteur Nmo met en evidence la mauvaise gestion du point de passage en ['absence de disposition particuliere. En effet, si le passage est declenche 1orsque la vitesse reelle du vehicule est celle qui est souhaitee par la loi de passage, le passage s'effectue (en raison du temps s de debrayage), au-deld de cette vitesse souhaitee, qui est de 3000 tr/mn dans cet exemple. LQ difference de 1000 tr/mn (delta regime) entre le regime souhaite et le regime reel lors du passGge mis en evidence sur le schema correspond a un ecart de vitesse de deplacement vehicule d'environ 8 km/in, soit un passage reel de premiere en seconde d 32 km/in et non a 24 to km/in comme souhaite par la loi de passage. Concretement, du fait du temps de debroyage necessaire au passage effectif sur ie nouveau rapport, la loi de passage programmee n'est pas respectee. Le decalage de vitesse est iie au du temps qui s'ecoule entre le top de consigne de passage et le point diinflexion de la vitesse, et depend de I'acceleration du vehicule. En effet, selon l'etat de la technique connue, le ternps de debrayage, ou temps d'inflexion de la vitesse du vehicule, niest pas pris en compte dans les lois de passage, et la decision du changement de rapport n'est pas correlee avec lo gestion du passage. Cette absence de correlation entre la decision et la gestion du o passage, tient principalement d la structure des calculateurs de transmission usuels. En effet, ces calculateurs comportent generalement differentes zones ou > de calcul distinctes, et les lois de passage ne vent pas mises en ocuvre dans les múmes > du calculateur que!a gestion du passQge proprement dit apres sa decision. 2s Le decalage entre la vitesse souhaitee et la vitesse reelle lors du passage, peut penaliser les passages montants au moins pour les raisons suivantes: mauvaise reactivite dans la prise en compte de la volonte - 5 conducteur (car le passage se fait soit trop tot, soit trop tard), depassement du regime maximum autorise. Par ailleurs, quoique les lois de passage soient en principe etablies de maniere d limiter le depassement du regime maximum autorise (ou s ), le decalage de vitesse peut malgre tout entraner un depassement de ce regime maximum lors d'un passoge montant a forte charge De plus, selon la facon dont le conducteur atteint une meme charge (en appuyant sur l'occelerateur plus ou moins rapidement, sur ie plat, en montee ou en pente), I'acceleration vehicule n'est pas la meme, de sorte que le passage ne s'effectue pas a toujours IQ meme vitesse pour un temps de debrayage, ou >, identique. Ces differents facteurs rendent done difficile le travail de mise au point des lois de passage, et conduisent le plus souvent a sous-estimer le i5 regime moteur dans celles-ci. Conformement d ['invention, ce decalage est supprime en prenant en compte pour declencher un passage montant, ia vitesse prevue Vprev du vehicule lors du passage effectif sur le nouveau rapport, au lieu de sa vitesse reelle Vveh. Cette vitesse prevue Vprev correspond en principe a la vitesse maximum du vehicule au moment du passage Pour que le passage effectif sur un rapport superieur se fasse a la vitesse souhaitee par le conducteur, I'invention propose en particulier de prevoir la vitesse maximum qu'aura le vehicule au moment du passage sur la base d'une evaluation du temps diinflexion de la vitesse (correspondant au r - 6 temps de debrayage sur le plat), et d'utiliser cette valeur de vitesse, dans les lois de passages montants, a la place de la vitesse instantanee du vehicule. L'invention propose done que la vitesse prevue Vprev so it cal cu lee d partir de sa vitesse instantanee et d'un temps de debrayage previsible entre s le declenchement du changement de rapport et le passage effectif sur le nouveau rapport. Dans le calcul de vitesse prevue, on peut avantageusement poser comme hypothese que ['acceleration est constante pendant toute la duree de la phase de debrayage, c'est-d-dire que le temps de debrayage est egal au o temps pour atteindre le point diinflexion de la vitesse. Toutefois, comme indique plus loin, cette hypothese niest valable que sur le plat, ou le temps ou la vitesse prevue Vprev peut s'exprimer de la faon suivante en fonction de ['acceleration et du temps de debrayage Tdebroy Vprev = Vveh + (Acceleration X Tdebry) Le temps de debrayage Tebray est prevu d tout instant avant le top de consigne de passage par un algorithme base par exemple sur un calcul de pentes du couple moteur. Dans le cas dione transmission d rupture de couple (bol^te automatisee ou robotisee), le temps de debrayage pris en compte est le temps necessaire pour annuler le couple aux roues (CrOu = 0) d partir de la decision (top) de passage. C)ans le cas d'une transmission d passages sous couple (par exemple transmission automatique conventionnelle d convertisseur hydrocinetique et train epicyclodal), le temps de debrayQge pris en compte, a savoir le temps pour atteindre l'inflexion du regime d'entree de la bo^'te, correspond au temps de remplissage du recepteur hydraulique serre sur le nouveau rapport. L'acceleration du vehicule est calculee a partir de la vitesse vehicule par derivation et filtrage numerique du premier ordre classique. La vitesse vehicule est issue diun capteur associe au vehicule. Dans l'exemple precis de la figure 2, d ['instant to (top de passage) si la consigne de rapport issue des lois de passage change de valeur en passant de 1 & 2 (passage premiere / seconde) a to, lorsque la valeur de vitesse prevue est 30,8 km/in et, le temps de debrayage estime au meme moment est de 790 ms. A ['instant t = to + 790 ms du passage effectif, c'est a dire a IQ fin du debrayage), lo vitesse vehicule Vveh est de 31.4 km/in. L'ecart entre la o vitesse reelle du vehicule Vveh et la vitesse prevue a t2 est de ltordre de 0,5 km/in, done tres falble. La valeur de la vitesse prevue ramenee au primaire a to etant de 3818 tr/min et celle de la vitesse vehicule ramenee au primaire d t etant de 3935 tr/min, I'ecart entre ces deux vitesses (interprete comme une imprecision de la strategic) est de 100 tr/mn, ce qui est tres faible. i5 La figure 2 montre done a partir d'un exemple concret mais sans aucun caractere limitatif, comment le procede de commande propose par ['invention permet d'effectuer un passage en seconde a ia vitesse souhaitee par la loi de passage, en fonction de la charge moteur. De plus, la prevision du temps de debrayage a partir du declenchement du passage (top de consigne) - 20 est egalement satisfaisante, car la fin du debrayage prevue par calcul, correspond dans la realite au point diinflexion de la vitesse. En disposant d'une methode gable de prevision de la vitesse lors des passages effectifs de vitesse, il est possible d'etablir des lois de passage basees sur la vitesse prevue et non sur la vitesse reelle du vehicule et de declencher les passages en appliquant directement ces iois dans le calculateur. L'invention permet done de remplacer les lois de passages montants conventionnelles par des lois mieux adaptees aux conditions reelles - 8 de passageO Cette disposition permet de s'affranchir du decalage entre le top de consigne et le point dtinflexion et done de l''ecart de regime dont souffrent les lois conventionnelles. Comme le montre l'essai illustre par la figure 2, les mesures s proposees par ['invention vent tres satisfaisantes. Toutefois, cet essai illustre un passage effectue sur terrain plat, et la methode generale perd en eff icacite en montee ou en descente, car le temps de debrayage ne correspond alors plus au temps d'inflexion de IQ vitesse. La figure 3 rapporte d ce suJet un essai realise sur terrain plat pour io sur un passage 1/ 2 avec une transmission Q rupture de couple. La position pedale et ['acceleration initiale valent respectivement 86 et 1. 7 m/s2. L'ecart entre la vitesse predite a to (top de passage) et la vitesse reelle d t (fin du debrayage) est nul. La prevision de vitesse effectuee conformement d ['invention sans precaution particuliere au sujet de la pente est satisfaisante. s Si lion garde la meme strategic sur un essai en pente (montee) avec les memes conditions initiales de pedale et d'acceleration, on obtient le graphe de la figure 4. On observe cette fois-ci un ecart entre les deux vitesses d'environ 1,8 km/in. Ceci vient d'une mauvaise estimation du temps d'inf lexion qui ne prend pas en compte la pente: I'acceleration devient negative en montee pendant le temps de debrayage. Sur certains essais en pente, I'ecart observe peut aller jusqu'a 5 km/in. En effet, en dehors du plat, le temps de d'inflexion de la vitesse varie selon que l'on est a plat, en montee, ou en descente, de sorte que I'hypothese sur le niveau d'acceleration constant pendant la phase de debrayage n'est plus exacte. Pour conserver la qualite de la prestation de passage obtenue sur terrain plat, il est done necessaire de tenir compte de : la pente dans le calcul de ta vitesse prevue en integrant un indice de pente dans l'algorithme de prevision du temps de debrayage. En conclusion, le principal avantage de ['invention est d'assurer que les rapport superieurs soient tonjours passes d la vitesse souhaitee (fixce s par la loi de passage reposant sur la vitesse prevue), queues que soient ['acceleration ou la charge moteur. La prestation de passage de vitesse est done tres nettement amelioree par rapport d ['application des lo is conventionnelles. C)e plus, le passage se fait toujours en dessous du regime maximum autorise, appele > du moteur. Les operations de mise au o point necessQires d l'etablissement des lois de passages vent elles aussi optimisees et facilitees. Enfin, comme indique plus haut, I'invention s'applique aussi bien sur les bo'^tes de vitesse automatique (BVA) que sur les bo^'tes automatisees ou robotisees (BVR). En dernier lieu, il faut souligner que le probleme sur lequel repose i5 I'invention est specifique des passages montants, car en passage descendant, d'une part la phase de debrayage est beaucoup plus course que lors dian passage montant, et d'autre part le regime ne varie pas pendant la phase de debrayage. - 10 REVENDICAlIONS 1. Procede de commande des changements de rapports d'une transmission automatique ou automatisee selon des lo is de passage etabl ies en fonction de la vitesse de deplacement du vehicule et de la charge du moteur, caracterise en ce que la vitesse prise en compte pour declencher un passage montant est la vitesse prevue (Vprev) du vehicule lors du passage effectif sur le nouveau rapport. 2. Procede de commande selon la revendication 1, caracterise en ce que la vitesse prevue (Vprev) correspond d la vitesse maximum du vehicule au moment du passage. 3. Procede de co mmande se lon IQ revendication I ou 2, caracte r ise en ce que la vitesse prevue (Vprev) est calculee a partir de sa vitesse instantanee et d'un temps de debrayage previsible entre le declenchement du changement de rapport et le passage effectif sur le nouveau rapport. 4. Procede de commande selon la revendication ou 3, caracterise en ce que le temps de debrayage est le temps necessaire pour annuler le couple transmis aux roues lors de passages avec rupture de couple. 5. Procede- de commande selon la revendication 3 ou 4, caracterise en ce que le temps de debrayage est le temps remplissage d'un recepteur hydraulique de transmission automatique a passage sous couple, sollicite sur le nouveau rapport. 6. Procede de commande selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que la vitesse prevue (Vprev) est calculee en estimant que le vehicule conserve une acceleration constante pendant le passage. - 11 Procede de commande selon l'une des revendications 1 a 5, caracterise en ce qu'un indice de pente est integre dans l'algorithme de prevision du temps de debrayage. 8. Calculateur de transmission caracterise en ce qu'il declenche tes passages montants conformement d l'une des revendications precedentes. 9. Transmission automatique d passages sous couple, caracterisee en ce qu'elle comporte un calculateur conforme a la revendication 8.. 10. Transmission automatisee d rupture de couple, caracterisee en ce quielle comporte un calculateur conforme a la revendication 8. 11. Vehicule automobile, caracterise en ce qu'il comporte une transmission