Brevet FR2966896A1 — publié le 20120504

La présente invention concerne un procédé de commande de boite de vitesse automatique. Plus particulièrement, le problème que l'on se propose de résoudre est lié à la présence d'une roue libre, sur un premier rapport. Une telle roue libre est avantageuse en ce qu'elle permet d'éviter d'avoir recours à un système de couplage à forte capacité pour ledit rapport. Par contre, de manière préjudiciable, une telle roue libre conduit à une absence de frein moteur sur ledit rapport. Cette absence de frein moteur peut conduire à une accélération non désirée lorsque le véhicule est en pente descendante. Ladite accélération peut alors être désagréablement ressentie par un conducteur. La présente invention remédie à ce problème, en détectant 15 ladite situation et en commandant, lorsque cela est possible, un passage vers un autre rapport ne comportant pas de roue libre. L'invention a pour objet un procédé de commande, pour une boite de vitesse automatique du type comprenant une roue 20 libre sur un premier rapport et pouvant être utilisée sur un véhicule à moteur, comprenant, la boite de vitesse étant dans ledit premier rapport, les étapes de : - surveillance des conditions : - absence de commande d'accélération, 25 - absence de commande de frein, - vitesse du véhicule supérieure à un seuil de vitesse, - accélération du véhicule supérieure à un seuil d'accélération, 30 - commande de passage vers un second rapport ne comprenant pas de roue libre, en relation temporelle avec la vérification desdites conditions. Selon un premier mode de réalisation, la commande de passage vers un second rapport est initiée à un instant égal 35 ou postérieur à un instant où les conditions sont simultanément vérifiées. Selon un second mode de réalisation, l'étape de surveillance comprend encore une étape de prédiction des conditions et la commande de passage vers un second rapport est initiée à un instant anticipé d'une durée avant un instant où les conditions prédites sont simultanément vérifiées, ladite durée d'anticipation étant inférieure ou égale à une durée de passage d'un premier rapport vers un second rapport. Selon une autre caractéristique, la valeur du seuil de vitesse est telle qu'elle corresponde à une valeur de régime moteur de fin de passage vers un second rapport supérieure ou égale au régime moteur de ralenti. Selon une autre caractéristique, la valeur de régime moteur de fin de passage vers un second rapport est supérieure ou égale à la vitesse du véhicule divisée par un rapport de réduction dudit second rapport. Selon une autre caractéristique, l'accélération du véhicule est obtenue en dérivant la vitesse du véhicule par rapport au temps. L'invention concerne encore une boite de vitesse automatique, comprenant des moyens aptes à mettre en oeuvre le procédé selon l'un des modes de réalisation précédents. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1 présente un exemple d'une cartographie vitesse/charge de changement de rapport, - la figure 2 présente sur deux diagrammes temporels, l'évolution comparée du régime moteur, de la vitesse et de l'accélération, selon l'art antérieur, - la figure 3 présente sur deux diagrammes temporels similaires, l'évolution comparée du régime moteur, de la vitesse et de l'accélération, selon un mode de réalisation de l'invention. Pour une boite de vitesse automatique, les passages de rapport sont effectués selon des lois de passage. Ces lois de passages sont figurées par des courbes dans une cartographie bidimensionnelle vitesse véhicule et charge. Ainsi en référence à la figure 1 illustrant un exemple d'une telle cartographie, est représenté sur l'axe 1 des abscisses la vitesse V du véhicule et sur l'axe 2 des ordonnées la charge C, indicative du couple demandé, figurée par la position relative en pourcentage de la pédale d'accélérateur. 0% correspond à une pédale relâchée ou non actionnée et 100% correspond à une pédale actionnée au maximum. Dans cet espace sont représentées une série de courbes de changement de rapport . 12, 21, 23, 32, 34, 43, 45, 54, 56 et 65. Pour chaque changement de rapport entre un rapport x et un rapport y voisin sont figurées deux courbes. Une première courbe figurée en trait continu correspond au changement de rapport montant (lorsque x y). La courbe pilotant le passage du rapport x au rapport y est référencée xy. Ainsi la courbe 12 détermine les conditions du changement montant entre le rapport de première et le rapport de deuxième. La courbe 43 détermine les conditions du changement descendant entre le rapport de quatrième et le rapport de troisième. A titre d'exemple d'utilisation de cette cartographie, le passage d'un premier point de fonctionnement (V=18km/h, C=35%) pour lequel la boite automatique est en deuxième, vers un second point de fonctionnement (V=54km/h, C=54%), par exemple le long du chemin 3, croise au niveau du point 4 la courbe 23 de changement montant rapport 2 --> rapport 3 et entraîne ainsi le déclenchement d'un passage en rapport 3. La zone 5 indique la zone de fonctionnement dans laquelle se situe le problème adressé par la présente invention. La situation évoquée correspond à une charge C nulle et une vitesse V faible. En référence à la figure 2, selon l'art antérieur, va maintenant être décrit en détail le problème que l'on souhaite corriger. La figure 2 présente deux diagrammes temporels comparés. L'axe 7 commun des abscisses est l'axe du temps T. Sur l'axe des ordonnées 8 du diagramme du haut sont figurés respectivement le régime moteur RM par une courbe 10 en trait discontinu à tirets courts et la vitesse V du véhicule par une courbe 20 en trait continu. Sur l'axe des ordonnées 9 du diagramme du bas est figurée l'accélération A du véhicule par une courbe 30 en trait discontinu à tirets longs. La boite de vitesse automatique est initialement, à l'origine des temps T, supposée être dans un premier rapport, lequel premier rapport comporte une roue libre. A l'instant t1, le conducteur lève le pied de la pédale d'accélérateur. Il s'ensuit une baisse du régime moteur RM depuis un tronçon 15 jusqu'à un tronçon 16 dont la valeur correspondant à une valeur minimale de régime moteur de ralenti. Du fait de la présence d'une roue libre, la transmission est déconnectée, et les roues ne sont plus en relation d'entraînement avec le moteur. Le moteur ne produit aucun frein moteur. De plus un éventuel déplacement du véhicule ne peut modifier le régime moteur. Si l'on suppose que le véhicule est à plat, au moins jusqu'à l'instant t2, son accélération A reste nulle sur les tronçons 35, 36 correspondants. Il s'ensuit que la vitesse V du véhicule reste constante, en supposant que les frottements sont négligeables, sur les tronçons 25, 26 correspondants. Le véhicule continu ici sur son inertie, à la vitesse 25 qu'il avait initialement. Une telle situation, sur du plat, n'est pas outre mesure désagréable pour un conducteur. Cependant, si l'on suppose, qu'à partir de t2, le véhicule est sur une pente descendante, il en va autrement. Le véhicule présente alors une accélération non nulle 37. Cette accélération 37 produit une vitesse 27, sensiblement linéairement croissante en fonction du temps T. La boite automatique est toujours dans un premier rapport comportant une roue libre. Il n'est donc produit aucun frein moteur. Le régime moteur RM est au ralenti 17 et n'a aucune raison d'augmenter. Dans ces conditions la vitesse V augmente mais pas la charge C. Le point de fonctionnement selon la cartographie de la figure 1 se déplace selon le chemin 6, sur l'axe des abscisses à charge C nulle et ne croise pas immédiatement de courbe de changement de rapport. Aucun autre rapport, pouvant le cas échéant apporter un frein moteur, n'est ainsi engagé. La situation peut perdurer avec une augmentation de la vitesse V pouvant devenir importante. L'augmentation de la vitesse V accompagnée d'une absence de frein moteur peut être désagréablement ressentie par un conducteur. Un moyen de sortir de cette situation désagréable est, telle qu'illustrée à l'instant tir une commande d'accélération. Une telle commande d'accélération, réalisée par le conducteur en actionnant la pédale d'accélérateur est une augmentation de la charge C qui entraîne une augmentation du régime moteur RM. Ceci s'accompagne encore d'une augmentation de la vitesse V, jusqu'à réaliser un croisement de la courbe de passage vers un second rapport et le passage effectif de ce second rapport. Ce second rapport, qui ne comporte avantageusement pas de roue libre, va avantageusement permettre de créer du frein moteur. Il s'ensuit une réduction de l'accélération A, passant du tronçon 37 au tronçon 38, qui s'accompagne d'une réduction relative de la vitesse V, qui passe du tronçon 27 au tronçon 28, de par la présence de frein moteur. Parallèlement le régime moteur RM, du fait de la connexion de la transmission, augmente, passant du tronçon 17 au tronçon 18. Cependant, il n'est pas intuitif d'appuyer sur la pédale d'accélérateur alors même que l'accélération A et la vitesse V du véhicule sont déjà ressenties comme trop importantes. Un autre moyen de sortir de cette situation désagréable est, si la cartographie le prévoit, l'atteinte d'une vitesse suffisante, correspondant malgré tout à un passage dans un second rapport. Cependant, comme illustré sur la cartographie typique de la figure 1, le seuil de vitesse intervenant ici, au croisement de l'axe 1 avec la courbe 12, se produit typiquement à une vitesse très élevé, par exemple ici de 12km/h dans la cartographie illustrative. Une telle vitesse est trop élevée et se produit trop tardivement pour espérer calmer les inquiétudes du conducteur. L'idée de base de l'invention est de réaliser automatiquement, au plus tôt, un passage dans un second rapport ne comportant pas de roue libre. Ceci va maintenant être présenté, en référence à la figure 3, qui présente deux diagrammes temporels comparés et comparables aux diagrammes de la figure 2. Ainsi, l'axe 7 commun des abscisses est l'axe du temps T. Sur l'axe des ordonnées 8 du diagramme du haut sont figurés respectivement le régime moteur RM par une courbe 10 en trait discontinu à tirets courts et la vitesse V du véhicule par une courbe 20 en trait continu. Sur l'axe des ordonnées 9 du diagramme du bas est figurée l'accélération A du véhicule par une courbe 30 en trait discontinu à tirets longs. La partie gauche (de 0 à >t2) des diagrammes de la figure 3 est tout à fait similaire à celle des diagrammes de la figure 2 et la description de la page 3 est applicable en tout point. L'invention se distingue en ce que tout est mis en oeuvre pour quitter la situation délicate, pouvant présenter une accélération A non souhaitée 37, notamment lorsque le véhicule se trouve en pente, soit après l'instant t2 et ceci de préférence à un instant t4 bien antérieur à l'instant t3 selon l'art antérieur. Avant de commander un passage vers un second rapport ne comportant pas de roue libre, il doit être vérifié au préalable que cela est possible. De plus une détection que l'on se trouve bien dans la situation telle que décrite précédemment est réalisée. Avant de réaliser ledit passage, il convient de vérifier que la transmission et particulièrement la boite de vitesse est apte à supporter un tel changement. Il convient ainsi de vérifier, que le changement de rapport vers le second rapport n'entraîne pas de contraintes trop importantes pour les composants de la chaîne de transmission. Le second rapport ou rapport d'arrivée ne présente pas de roue libre et à l'issue du changement de rapport la transmission va se trouver connectée. Il est ainsi vérifié, au moins, que le régime moteur à l'issue du changement de rapport est au moins égal au régime moteur minimum, c'est-à-dire au régime moteur de ralenti. Ainsi le changement de rapport ne risque pas de créer un sous régime. La transmission à l'issue du changement de rapport est connectée et la relation suivante est vérifié : RM = k.V, où RM est le régime moteur, k le rapport de réduction du second rapport et V la vitesse du véhicule. La condition de régime moteur RM supérieur ou égal au régime moteur de ralenti RMmin. RM>=RMmin s'exprime encore par la condition V>=sv>=RMmin/k. Il est ainsi possible de commander un changement de rapport vers ledit second rapport lorsque la vitesse V du véhicule est supérieure ou égale à un seuil de vitesse sv au moins égal à RMmin / k Il est théoriquement aussi possible de vérifier l'absence de sur régime. Ceci s'exprime par une condition V En relation temporelle avec la vérification desdites conditions, le procédé réalise une seconde étape de commande de passage vers un second rapport ne comprenant pas de roue libre. Le premier rapport, comportant une roue libre, est 10 typiquement le rapport de première. Le second rapport, ne comportant pas de roue libre, est typiquement le rapport de seconde. Il peut encore s'agir d'un autre rapport supérieur, tel le rapport de troisième, de quatrième, etc. 15 Selon un premier mode de réalisation, l'étape de commande de passage vers un second rapport est initiée à un instant t4 où les conditions sont simultanément vérifiées. Il convient pour déclencher le passage vers un second rapport que les conditions soient vérifiées. Il est ainsi possible de 20 déclencher le passage dès l'instant t4 où toutes les conditions sont vérifiées, ou à toute date ultérieure, >t4. Il est bien entendu que compte tenu de la situation et de ses potentielles conséquences, un instant au plus tôt est avantageux et l'on préfèrera un déclenchement à l'instant t4 25 à un déclenchement ultérieur. Dans la même logique, selon un second mode de réalisation, il est encore possible d'anticiper l'instant t4 où les conditions vont être vérifiées. En effet il convient, à minima, que le changement vers un second rapport se termine 30 à l'instant où les conditions sont vérifiées. Si la durée de réalisation dudit changement est égale à At, il est ainsi intéressant d'anticiper sur un horizon temporel d'une durée At' au plus égale à At. Ceci peut être réalisé en incluant dans l'étape de 35 surveillance, une étape de prédiction des états des conditions. Ainsi s'il est détecté que les conditions seront vérifiées à un futur instant t4r il est possible d'anticiper l'initiation de la commande de changement vers un second rapport, d'au plus une durée At, afin que le changement de rapport se termine au plus tôt audit instant t4. Il est ainsi possible, si une estimation conclue à une vérification des conditions à l'instant t4r d'initier une commande de changement de rapport vers un second rapport à un instant t5 antérieur, t5=t4-Ot', avec Ot«=0t, At représentant la durée d'exécution dudit changement de rapport. Les conditions de commande de pédale d'accélérateur ou de frein sont des états discrets, et dépendant du conducteur, ne peuvent être prédites. Il est alors avantageusement anticipé qu'une condition sur une telle commande sera vérifiée à un futur instant t4 si et seulement si cette condition est déjà vérifiée à l'instant présent où est réalisée la prédiction. Concernant les conditions sur la vitesse V et sur l'accélération A, il est possible d'anticiper, par toute méthode d'extrapolation connue, tel une extrapolation linéaire ou encore quadratique, en fonction des valeurs passées. Il est à noter que la méthode d'estimation/ extrapolation n'a pas besoin d'offrir un horizon temporel de prévision d'une durée At' supérieure à At relativement à l'instant présent. Selon les configurations, par exemple de terrain et notamment de pente, ou d'historique de vitesse, il est possible que l'une ou l'autre de la condition de vitesse ou de la condition d'accélération soit indifféremment vérifiée la première. L'instant t4 est déterminé par l'instant futur ou simultanément l'estimation de la valeur de l'accélération A atteint ou dépasse le seuil d'accélération SA et l'estimation de la valeur de la vitesse V atteint ou dépasse le seuil de vitesse sv. Dès qu'un tel instant t4 futur est déterminé, il est possible de déterminer un instant t4-Ot où il est possible au plus tôt d'initier le changement de rapport. Dans la pratique il apparaît délicat et surtout peu fiable d'estimer la valeur de l'accélération A pour le futur. Selon un autre mode de réalisation il est alors possible de considérer que la condition d'accélération sera vérifiée à l'instant futur t4 si et seulement si elle est vérifiée à l'instant présent. Dans un tel mode de réalisation seule la vitesse V est estimée. Il convient encore avantageusement, dans tous les cas et particulièrement dans le cas d'une commande anticipée, que le procédé vérifie que les conditions restent vérifiées jusqu'à la fin de la réalisation de la commande de changement de rapport. Il peut en effet arriver que les conditions soient vérifiées à l'instant courant ou supposées par estimation vérifiées à un instant futur t4r qu'une commande de changement de rapport soit en conséquence initiée à un instant compris entre l'instant t4-Ot et l'instant t4 et que malgré tout, une des conditions ne s'avère plus vérifiée ultérieurement, c'est à dire entre l'instant t5 d'initiation effective de la commande de changement et l'instant t4. Ceci peut par exemple se produire lorsque le conducteur, entre l'instant t5 d'initiation de la commande et l'instant t4r actionne la pédale de frein ou d'accélérateur. Ceci peut encore se produire lorsqu'une estimation a été trop optimiste. Dans un tel cas, la non vérification de l'une au moins des conditions peut avantageusement provoquer une commande inverse de changement en retour vers le premier rapport. A l'issue de la réalisation du changement de rapport, la transmission se trouve reconnectée et dans le second rapport. Il s'ensuit une réduction de l'accélération A, passant du tronçon 37 au tronçon 39, qui s'accompagne d'une réduction relative de la vitesse V, qui passe du tronçon 27 au tronçon 29, avec une valeur de pente réduite de par la présence de frein moteur. Parallèlement le régime moteur RM, du fait de la connexion de la transmission, augmente, passant du tronçon 17 au tronçon 19, qui puisque cela a été préalablement vérifié présente une valeur au moins supérieure au régime moteur de ralenti RMmin Comme indiqué précédemment, la valeur du seuil de vitesse sv minimum est déterminée telle qu'elle corresponde à une valeur de régime moteur RM de fin de passage vers un second rapport égale au régime moteur de ralenti RMmin- Cette valeur est un minimum à respecter. Il convient de noter qu'une coupure des injecteurs est typiquement réalisée en dessous d'une valeur de régime moteur RMmin+ légèrement supérieure au régime moteur de ralenti RMmin (par exemple 1100 tr/mn pour un régime moteur de ralenti de 1000 t/mn). Un frein moteur augmenté peut ainsi être obtenu dans une plage [RMmin, RMmin+l où les injecteurs sont coupés. Le procédé tentera avec profit de se maintenir dans cette plage en calculant une valeur du seuil de vitesse sv à partir du régime moteur de ralenti RMmin, soit sv>=RMmin/k, ou de toute valeur comprise entre ce régime moteur de ralenti RMmin et une valeur de régime moteur RMmin+ de coupure des injecteurs, légèrement supérieure au régime moteur de ralenti RMmin- Selon un mode de réalisation le signal d'accélération A du véhicule est obtenu en dérivant le signal de vitesse V du véhicule par rapport au temps T. Le seuil d'accélération SA utilisé dans le procédé correspond à une accélération maximale admissible avant que le procédé ne déclenche une commande de changement de rapport, afin de retrouver du frein moteur. Compte tenu de la situation décrite ce seuil d'accélération SA peut être relié à une pente descendante, en relation avec la masse du véhicule. Cette accélération maximale SA est un paramètre lié au ressenti acceptable pour un conducteur et est avantageusement déterminé par calibration pour un type de véhicule donné. Un tel seuil est donc avantageusement un paramètre du procédé, déterminé par essai et/ou calcul lors des études de mise au point. REVENDICATIONS1. Procédé de commande, pour une boite de vitesse automatique du type comprenant une roue libre sur un premier rapport et pouvant être utilisée sur un véhicule à moteur, caractérisé en ce qu'il comprend, la boite de vitesse étant dans ledit premier rapport, les étapes de surveillance des conditions : absence de commande d'accélération, absence de commande de frein, vitesse (V) du véhicule supérieure à un seuil de vitesse (sv), - accélération (A) du véhicule supérieure à un seuil 15 d'accélération (SA), commande de passage vers un second rapport ne comprenant pas de roue libre, en relation temporelle avec la vérification desdites conditions. 20 2. Procédé selon la revendication 1, où la commande de passage vers un second rapport est initiée à un instant égal ou postérieur à un instant (t4) où les conditions sont simultanément vérifiées. 25 3. Procédé selon la revendication 1, où l'étape de surveillance comprend encore une étape de prédiction des conditions et où la commande de passage vers un second rapport est initiée à un instant (t5) anticipé d'une durée (At» avant un instant (t4) où les conditions prédites sont 30 simultanément vérifiées, ladite durée (At» d'anticipation étant inférieure ou égale à une durée (At) de passage d'un premier rapport vers un second rapport. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 35 où la valeur du seuil de vitesse (sv) est telle qu'elle corresponde à une valeur de régime moteur (RM) de fin de passage vers un second rapport supérieure ou égale au régime moteur de ralenti. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, où la valeur de régime moteur (RM) de fin de passage vers un second rapport est supérieure ou égale à la vitesse (V) du véhicule divisée par un rapport de réduction dudit second rapport. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, où l'accélération (A) du véhicule est obtenue en dérivant la 10 vitesse (V) du véhicule par rapport au temps. 7. Boite de vitesse automatique, comprenant des moyens aptes à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.