Brevet FR2852072A1 — publié le 20040910

i PROCÉDÉ DE SÉLECTION D'UNE STRATÉGIE PRÉDÉTERMINÉE DE CHANGEMENTS DE VITESSES DANS UNE TRANSMISSION AUTOMATISÉE. La présente invention concerne un procédé de sélection d'une stratégie prédéterminée de changements de vitesses dans une transmission automatisée, visant à préserver la puissance motrice du véhicule malgré la charge additionnelle constituée des applications qui utilisent une fraction de la puissance développée par le moteur sans être directement liées aux conditions 10 de conduite du véhicule. Le procédé de l'invention peut par exemple être utilisé dans le cadre d'une boîte de vitesses automatique à programme de sélection des rapports qui utilise notamment des tableaux calibrés mémorisant des courbes seuils de passage d'un rapport à l'autre différant selon le niveau de performance (ou 15 d'économie d'énergie) que l'utilisateur veut voir appliqué au véhicule. Ces tableaux calibrés correspondent en fait à des schémas de conduite prédéterminés. L'invention, bien que susceptible d'être employée avec n'importe quel type de transmission automatisée (boîte de vitesses manuelle pilotée, 20 transmissions infiniment variables/transmissions continûment variables...) , sera plus particulièrement décrite en référence aux boîtes de ce type. Les programmes utilisés avec les boîtes de vitesses automatiques et semiautomatiques actuelles permettent en fait non seulement de réaliser le changement de vitesse, mais déterminent également le moment o celui- ci doit 25 être effectué. Cette détermination est basée sur les courbes mémorisées précitées, lesquelles sont calibrées en fonction de la charge appliquée au moteur ou puissance demandée d'une part, et de la vitesse du véhicule d'autre part. Les courbes matérialisant le seuil de passage d'un rapport à l'autre de la boîte de vitesses dépendent également, comme mentionné auparavant, du 30 niveau de performance requis, qui est notamment sélectionnable par l'utilisateur. Celles qui correspondent par exemple à une conduite plus nerveuse, parfois qualifiée de sportive, sont conçues pour que l'utilisateur puisse disposer d'une plus grande marge de puissance disponible en tous points de fonctionnement du véhicule au cours de la conduite. La logique de détermination 35 du tableau qui doit être utilisé, et de la manière dont cette utilisation doit être mise en oeuvre, fonctionne classiquement à partir d'un certain nombre de paramètres dont certains ont déjà été mentionnés (la vitesse du véhicule, le choix du niveau de performance de l'utilisateur) et qui résultent également de mesures effectuées pendant le déplacement du véhicule (position des papillons d'admission des gaz, régime moteur, accélération transversale, accélération longitudinale, etc. ). Or, les véhicules actuels sont dotés d'un nombre croissant d'équipements qui traduisent d'une part l'augmentation des fonctions dites de confort (air 5 conditionné, dispositifs multimédia, téléphoniques.) et reflètent d'autre part tout simplement la sophistication technologique croissante qui les caractérise. Le résultat est qu'un pourcentage croissant de l'énergie produite par le moteur n'est plus disponible, dans nombre de situations, pour la conduite proprement dite, mais est en réalité détourné vers toutes les applications précitées. Dans le cas 10 particulier des véhicules hybrides, une partie de la puissance peut en outre être dévolue au rechargement des batteries, même en phase de conduite du véhicule dans certaines situations. La présence et le fonctionnement de ces applications signifie de fait qu'une charge que l'on peut qualifier de parasite, et qui peut s'avérer non négligeable, 15 pèse sur la puissance développée par le moteur. Le couple purement dévolu à la propulsion du véhicule se trouve par conséquent amputé de cette puissance, dans des proportions qui peuvent parfois poser problème en termes de conduite. Cette remarque s'applique tout particulièrement lorsque l'utilisateur a choisi un mode de conduite économique, impliquant la sélection par 20 le programme de gestion d'une stratégie de passage d'un rapport à l'autre de la boîte automatique qui est supposé refléter et/ou permettre une conduite moins nerveuse, pour laquelle le couple disponible est par définition limité. Les systèmes logiques actuels de sélection des rapports ne prennent nullement en compte la diminution de couple due à la charge dite parasite. L'un 25 des buts du procédé de l'invention est de permettre, pour pallier cet inconvénient, une adaptabilité du seuil de passage entre deux rapports de la boîte de vitesses qui prend en compte ladite diminution. La charge additionnelle, dite parasite, que subit le moteur devient dans le procédé de l'invention une donnée supplémentaire intégrable par le système 30 logique de sélection dans la stratégie de changement des rapports de vitesse. Cette nouvelle donnée est utilisée en association avec les informations classiquement utilisées pour les programmes de gestion actuels, pour lesquels elle constitue un correcteur supplémentaire qui rend en fait la sélection plus intelligente. En premier lieu, le procédé de sélection d'une stratégie prédéterminée de changements de vitesse selon l'invention, pour pouvoir tenir compte de la charge supplémentaire constituée par des applications qui utilisent une fraction de la puissance développée par le moteur, prévoit que le niveau de performance désiré pour le véhicule puisse être facilement pris en compte dans un calcul lié à une procédure de gestion automatisée du choix de la stratégie. Il se caractérise, à titre essentiel, en ce que ledit niveau de performance est traduit par un indice de marge de couple déterminant le couple moteur qui doit être disponible en tout point de fonctionnement du véhicule. La philosophie qui pointe derrière le nouveau mode de sélection de l'invention, dont le but est d'optimiser le point de passage d'un rapport à l'autre sur la base d'exigences de fonctionnement, ne doit plus être purement linéaire. En d'autres termes, la sélection de la stratégie de passage ne doit plus être une 10 fonction directe d'un indice de performance désiré. Dans cette optique, l'indice de marge de couple est lui-même réglable en fonction de la charge supplémentaire dite parasite mesurée. Le réglage a pour objectif de maintenir sensiblement constante la marge de couple sélectionnée pour la propulsion. Ce réglage peut par exemple être calculé sur la base de la fraction de la marge de couple demandée qui est utilisée par la charge parasite. Le calcul est alors effectué à partir de la connaissance de la vitesse du moteur et du couple réel en tout point de fonctionnement, ainsi que du couple maximal. Plus précisément, pour un point de fonctionnement donné, impliquant une 20 vitesse, un couple et une puissance de fonctionnement donnés, le calcul du réglage s'effectue de la manière suivante: - calcul de la somme du rapport b de la puissance reflétant la charge supplémentaire à la vitesse du moteur et de la différence a entre le couple maximal et le couple moteur; - division de ladite somme a+b par la différence a; - multiplication par le coefficient obtenu de l'indice de marge de a couple sur lequel est basée la stratégie de changement de vitesse. De la sorte, un conducteur qui exige un certain niveau de performance est toujours assuré de l'avoir (dans les limites de fonctionnement du moteur), quelle 30 que soit la charge parasite. L'obtention de cette performance n'est plus entravée par des facteurs externes du type charge de la batterie pour des moteurs hybrides, ou accessoires divers, par exemple de confort, pour les véhicules actuels. Le procédé de l'invention permet de mettre en oeuvre une conduite qui est 35 beaucoup plus constante dans ses performances, et qui permet d'éviter ponctuellement un manque de puissance pénalisant dans certaines circonstances, par exemple obtenu lorsque la stratégie de passage des rapports sélectionnée correspond à celle d'une conduite économique, alors que la charge parasite est parallèlement élevée. L'approche de l'invention est particulièrement adaptée aux transmissions automatisées qui sont utilisées avec des cycles spécifiques procurant une 5 grande économie de carburant, qui sont très sensibles à l'influence des fluctuations de la charge parasite appliquée au moteur. L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux figures annexées, pour lesquelles: la figure 1 est un organigramme montrant la logique de sélection du tableau 10 de passage des rapports de vitesse dans l'art antérieur; la figure 2 complète la figure 1 en intégrant le procédé d'ajustement selon l'invention; la figure 3 montre plus en détail le calcul de l'indice de réglage; et la figure 4 représente la courbe du couple en fonction de la vitesse, avec 15 une illustration de la mise en oeuvre du réglage expliqué en figure 3. En référence à la figure 1, qui représente les systèmes actuels dépourvus de possibilité d'adaptation à la charge parasite qui pèse sur le moteur, la sélection d'une stratégie à utiliser pour le changement des rapports de vitesse dépend typiquement d'un programme dont les fonctions principales sont très 20 schématiquement résumées dans le bloc (10). Les données d'entrée dans ledit bloc (10) sont d'une part la sélection du niveau de performance du moteur (3), par exemple opérée par l'utilisateur, et d'autre part un certain nombre de données reflétant les conditions réelles de conduite, issues de l'unité centrale électronique et provenant des capteurs mesurant par exemple la position des 25 papillons, le régime moteur, la vitesse des roues, des données de contrôle du châssis et de la direction, des mesures extérieures concernant la température et le gradient de la route etc., que l'on appelle les données mesurées (4). Le programme de traitement réalisé au niveau du bloc (10) aboutit à une décision, mise en oeuvre à l'étape (11) dite de sélection de la stratégie de 30 changement des rapports. Il s'agit en fait de sélectionner le tableau adéquat, en fonction des données d'entrée de l'étape (10). Selon une possibilité, ainsi que représenté en figure 1, ces tableaux préétablis contiennent en fait les courbes de passage d'un rapport à l'autre, dans des diagrammes puissance, couple ou charge / vitesse du véhicule, pour différents niveaux de performance: conduite 35 économique (12), conduite semi-économique (13), conduite performante (14), etc. En référence à la figure 2, on retrouve le schéma global de la figure 1, à l'exception d'une des entrées du bloc décisionnel (10), pour laquelle le niveau de performance demandé est remplacé par une donnée qui tient compte de la charge parasite. Le schéma plus complet de la figure 2 montre également que l'objet de l'invention peut être adapté à tout type de programme de sélection de la stratégie de passage des rapports existants, puisqu'il ne concerne qu'un paramètre d'entrée. Dans l'hypothèse de l'invention, le niveau de performance demandé (3) reste un des critères de sélection, mais le programme décisionnel apparaissant au niveau du bloc (10) ne le prend plus directement en compte. De fait, selon l'invention, ce niveau de performance demandé est traduit, au niveau de l'étape (15), en un indice de marge de couple requis, à partir duquel la sélection de la 10 stratégie de passage d'un rapport de vitesses à l'autre, pour tout point de fonctionnement, est réalisée. Pour donner tout son sens à l'invention, cet indice de marge de couple issu de l'étape (15) est à son tour réglable, l'indice de réglage étant calculé par un programme symbolisé par le bloc (16). Ce programme de calcul de l'indice de 15 réglage utilise les paramètres d'entrée suivants: la charge parasite (5), le couple moteur maximal (6), le couple moteur réel (7) et la vitesse réelle du moteur (8). L'indice de marge du couple requis, dont la valeur apparaît en sortie du bloc (15), est donc pondéré par l'indice ou coefficient de réglage de marge de couple dont la valeur apparaît en sortie du bloc (16). Cette pondération se fait 20 au niveau du bloc symbolisant l'étape (9), l'indice pondéré ou ajusté étant ensuite envoyé en entrée du bloc de décision (10), en parallèle avec les données mesurées (4). Le processus de sélection de la stratégie de passage des rapports mis en oeuvre en étape (11) est ensuite identique à celui de la figure (1). Le mode de calcul de l'indice de réglage de marge de couple apparaît plus précisément en figure 3. En une étape (17), la puissance parasite (5) est divisée par la vitesse du moteur (8), produisant une valeur b dont l'unité est compatible avec celle d'un couple. Le couple moteur (7) en tout point de fonctionnement est soustrait du couple maximal du moteur (6) , en une étape 30 (18). La valeur obtenue, référencée a, constitue la marge de couple de base. La valeur b est additionnée à a en l'étape (19), le résultat pouvant être assimilé à une marge de couple augmentée, la puissance parasite ayant été prise en compte. Cette nouvelle marge de couple est ensuite divisée par la marge de couple de base a, au niveau de l'étape (20). Le résultat en sortie de cette 35 étape (20) donne en fait le ratio correspondant au coefficient multiplicateur à appliquer à l'indice de performance initialement choisi pour compenser la perte de couple de traction provoquée par la puissance parasite. Le traitement obtenu au niveau de l'étape (21) est plus particulièrement montré en figure (4). D'un point de fonctionnement initial (1) du diagramme couple/vitesse, situé sur une équipotentielle de puissance (Pi), on passe à un point (J) situé sur une équipotentielle (P2) dès lors que la puissance parasite augmente. La distance à la courbe (Cm) figurant le couple maximal diminue de la valeur b lors du passage de (1) à (J). Initialement, cette distance correspond à 5 la valeur a, représentant la marge de couple de base, à partir de laquelle, selon l'invention, le choix et la stratégie de passage des rapports de vitesses est effectuée. Cette figure illustre bien les étapes (19) et (20) de la figure précédente, au cours desquelles il est d'abord procédé au calcul de a + b, puis de a + b / a. L'équipotentielle ayant changé, en vue de garder une puissance de marge compatible avec les exigences requises à la fois par les conditions de conduite et par les dispositifs annexes consommateurs de puissance, il faut se déplacer sur l'équipotentielle (P2) jusqu'à obtenir une marge de couple du même ordre qu'initialement, c'est-à-dire jusqu'à un point o une distance d'une valeur proche 15 de a sépare l'équipotentielle (P2) de la courbe (Cm). Ce point est obtenu par glissement, sur l'équipotentielle (P2), de (J) à (K). Ces étapes permettent d'obtenir le coefficient de réglage de l'indice de marge de couple, qui permet dans l'étape (9) de la figure 2 d'ajuster ledit indice de marge de couple disponible en sortie du bloc (15) en fonction de la charge 20 parasite réelle. Il est à noter que le procédé de l'invention, qui permet l'adaptabilité du seuil de passage d'un rapport à un autre dans une transmission automatisée, peut être mis en oeuvre avec tout type de transmissions, utilisant ou non des tableaux calibrés de passage des rapports de vitesses, des formules 25 d'interpolation ou autres. L'exemple donné ci-dessus peut en effet être appliqué de manière évidente et sans restriction aux transmissions mentionnées et, plus généralement, aux transmissions fonctionnant avec une sélection de niveaux de performance. REVENDICATIONS 1. Procédé de sélection d'une stratégie prédéterminée de changements de vitesses dans une transmission automatisée, ladite sélection étant basée sur un niveau de performance désiré pour le véhicule, caractérisé en ce que ledit niveau de performance est traduit par un indice de marge de couple déterminant le couple moteur qui doit être disponible en tout point de fonctionnement du véhicule. 2. Procédé de sélection automatisée selon la revendication 1, caractérisé 10 en ce que l'indice de marge de couple est réglable en fonction de la charge supplémentaire mesurée, ladite charge consistant en des applications notamment de confort qui utilisent une fraction de la puissance développée par le moteur à des fins autres que la propulsion du véhicule, le réglage ayant pour objectif de maintenir sensiblement constante la marge de couple sélectionnée 15 pour la propulsion. 3. Procédé de sélection automatisée selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le réglage est calculé à partir de la fraction de la marge de couple demandée qui est utilisée par la charge supplémentaire. 4. Procédé de sélection automatisée selon la revendication précédente, 20 caractérisé en ce que, pour un point de fonctionnement donné, impliquant une vitesse, un couple et une puissance donnés, le calcul du réglage s'effectue de la manière suivante: - calcul de la somme du rapport b de la puissance reflétant la charge supplémentaire à la vitesse du moteur et de la différence a entre le 25 couple maximal et le couple moteur; - division de ladite somme a+b par la différence a; - multiplication par le coefficient obtenu de l'indice de marge de a couple sur lequel est basée la stratégie de changement de vitesse.