WO1997010965A1 - Procede de limitation du couple d'une transmission automatique - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to the control of automatic transmissions. More specifically, it relates to a method of limiting the torque enabling the engine control system to reduce the input torque of an automatic transmission with stage ratios or with continuous variation.
  • Modern vehicles are more and more frequently provided with equipment or accessories that consume a lot of engine power - such as air conditioning, de-icing glazing, servo-control devices, etc. - the engagement of which is most often random in relation to the operation of the engine and the transmission.
  • engine power such as air conditioning, de-icing glazing, servo-control devices, etc. - the engagement of which is most often random in relation to the operation of the engine and the transmission.
  • the object of the present invention is to limit the input torque of an automatic transmission to what is strictly necessary, only insofar as this limitation is essential to avoid overloading the transmission. It relates to a method for limiting the input torque of an automatic transmission provided with a hydrokinetic torque converter and associated with a drive motor. This process is characterized in that:
  • a limit value ⁇ ⁇ àa is defined.
  • engine speed ⁇ m not to be exceeded to avoid overloading the transmission, and
  • the afr value is determined using a diagram highlighting the nominal mapping of the turbine torque C T as a function of the engine speed ⁇ m for different values of the gear ratio i, and parameterized in d p , where O p is the angular position of the accelerator, or a quantity characterizing the opening of the fuel metering member.
  • c ⁇ T is determined, in the diagram defined above, by the intersection of the characteristic curve of the converter corresponding to the ratio (i) calculated as indicated above, and of the straight line representing the admissible limit torque C T - Cr ".
  • the invention also provides that the theoretical nominal operating point of the engine is determined for which the latter would have a speed ⁇ * greater than the measured value aC, from the values of
  • FIG. 1 presents in particular a family of parabolas, the apex of which is at the origin, which illustrate, in accordance with the classical theory of hydrokinetic torque converters, the evolution of the turbine torque C T of a converter as a function of the engine speed ⁇ m of the drive motor of an automatic transmission.
  • This family of dishes corresponds to different values of the ratio
  • i -.
  • the invention proposes to draw up the diagram in FIG. 1 of the vehicle concerned and to measure at all times the engine and turbine speeds ⁇ Z and co r
  • the invention provides for storing in the transmission management computer the curve ⁇ ⁇ ° conventionally expressing the value of ⁇ fi? according to the ratio (i), calculated for example, according to a relation of the type:
  • the signal A alTii) can be used through a appropriate corrector, of the PID (Proportional Integral Derivative) type, for example by the motorized throttle control computer gas intake of a gasoline engine or electronic diesel injection pump, to control the engine torque so that the input torque of the transmission is at most equal to the value dr.
  • PID Proportional Integral Derivative
  • the same signal A ⁇ ⁇ T (i) can be used by the injection computer to limit the engine torque by acting on the fuel flow and / or the point of advance to the ignition of a positive-ignition engine and, where appropriate, on the discharge valve, or "waste-gate", of the turbo ⁇ compressor.
  • the invention provides for generating an all-or-nothing control signal when ⁇ dT (/) is negative.
  • Such a signal can in particular be used to control a pneumatic torque reduction solenoid valve which makes the working chamber of the lung of the injection pump of a turbo-compressed diesel engine communicate with the atmosphere.
  • the object of the invention is to limit to the strict minimum the reduction in torque essential so as not to overload an automatic transmission.
  • the measures and operations necessary for its implementation are managed without difficulty by the computer of a automatic transmission, with gear ratios or not, associated with a petrol or diesel engine of any type.

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Abstract

Procédé de limitation du couple d'entrée d'une transmission automatique munie d'un convertisseur hydrocinétique de couple et associée à un moteur d'entraînement, caractérisé en ce que: on détermine à chaque instant le rapport de vitesse du convertisseur, i = φTφm à partir des mesures de la vitesse turbine φT dudit convertisseur, et du régime moteur φm; pour chaque valeur de i, on définit une valeur limite φmlim du régime moteur φ¿m? à ne pas dépasser pour éviter de surcharger la transmission, et on surveille le signe et l'amplitude de la grandeur: Δφm?lim¿(i) = φ¿m?lim(i) - φ¿m?.

Description

PROCEDE DE LIMITATION DU COUPLE D'UNE TRANSMISSION AUTOMATIQUE
La présente invention se rapporte à la commande des transmissions automatiques. Plus précisément, elle concerne un procédé de limitation du couple permettant, au système de contrôle du moteur, de réduire le couple d'entrée d'une transmission automatique à rapports étages ou à variation continue.
Les véhicules modernes sont de plus en plus fréquemment pourvus d'équipements ou d'accessoires fortement consommateurs de puissance moteur - tels que climatisation, vitrages dégivrants, organes d'asservissement, etc. - dont l'enclenchement est le plus souvent aléatoire par rapport au fonctionnement du moteur et de la transmission.
De plus, des phénomènes naturels mais non moins aléatoires - température de fonctionnement du moteur, température d'air, pression atmosphérique liée essentiellement à l'altitude, encrassement, usure, etc. - influencent eux aussi, dans des proportions parfois non négligeables, le couple moteur réel, si bien que les cartographies de couple moteur, si précises soient-elles, sont le plus souvent loin de refléter la réalité du couple moteur net disponible à l'entrée de la transmission.
Si certains phénomènes peuvent être plus ou moins correctement pris en compte par des capteurs spécialisés - température d'air, pression atmosphérique - pour mettre en oeuvre des corrections prédictives, il n'en va pas de même pour les autres. Il en résulte que les systèmes de pilotage des transmissions automatiques de divers types (boîtes de vitesses automatiques à rapports étages ou à variation continue) doivent pouvoir fonctionner avec des marges de sécurité importantes, donc pénalisantes, pour pouvoir faire absorber sans dommage à la transmission des fluctuations non maîtrisables de son couple d'entrée. Ce problème se trouve aggravé sur les véhicules à moteur turbo compressé : en effet, pour un même point de fonctionnement défini par une position de la pédale d'accélérateur ou de l'organe doseur de carburant et une vitesse de rotation du moteur, le couple délivré par le moteur dépend de l'état dynamique du turbo (phénomène bien connu «du temps de réponse»).
Dans de nombreux cas de transmissions automatiques équipées d'un convertisseur de couple, on est amené, pour des raisons de tenue en endurance, à limiter le couple moteur dans les tout premiers instants d'un démarrage, pour adoucir le pic de couple, fugitif mais important, qu'entraîne le fonctionnement caractéristique du convertisseur. Cette limitation du couple moteur est le plus souvent opérée d'une manière prédictive et forfaitaire, en boucle ouverte ; elle se superpose par conséquent aux prélèvements aléatoires de couple mentionnés plus haut, si bien que l'on peut aboutir, sans nécessité, à une réduction de couple superfétatoire qui peut se traduire par une dégradation sensible, aléatoire et inexplicable pour le conducteur, des prestations et des performances du véhicule.
La présente invention a pour but de limiter au strict nécessaire le couple d'entrée d'une transmission automatique, uniquement dans la mesure où cette limitation est indispensable pour éviter de surcharger la transmission. Elle concerne un procédé de limitation du couple d'entrée d'une transmission automatique munie d'un convertisseur hydrocinétique de couple et associée à un moteur d'entraînement. Ce procédé est caractérisé en ce que :
- on détermine à chaque instant le rapport de vitesse du convertisseur,
(Dr i = — à partir des mesures de la vitesse turbine ωj dudit
convertisseur, et du régime moteur ωm,
- pour chaque valeur de i, on définit une valeur limite ω^àa. régime moteur ωm à ne pas dépasser pour éviter de surcharger la transmission, et
- on surveille le signe et l'amplitude de la grandeur :
Figure imgf000005_0001
De façon préférentielle, la valeur afr est déterminée à l'aide d'un diagramme mettant en évidence la cartographie nominale du couple turbine CT en fonction du régime moteur ωm pour différentes valeurs du rapport de vitesses i, et paramétré en dp, où Op est la position angulaire de l'accélérateur, ou une grandeur caractérisant l'ouverture de l'organe doseur de carburant.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, c^T est déterminé, dans le diagramme défini ci-dessus, par l'intersection de la courbe caractéristique du convertisseur correspondant au rapport (i) calculé comme indiqué ci-dessus, et de la droite représentant le couple limite admissible CT - Cr".
L'invention prévoit également qu'on détermine le point nominal théorique de fonctionnement du moteur pour lequel celui-ci aurait une vitesse ω* supérieure à la valeur aC mesurée, à partir des valeurs de
(i) et de (αp).
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en liaison avec le dessin annexé sur lequel :
- la figure unique reproduit pour une transmission automatique l'ensemble des courbes traduisant l'évolution du couple turbine CT d'un convertisseur en fonction de la vitesse moteur ωm, paramétrées en αp.
La figure 1 présente en particuher une famille de paraboles, dont le sommet est à l'origine, qui illustrent, conformément à la théorie classique des convertisseurs de couple hydrocinétique, l'évolution du couple turbine CT d'un convertisseur en fonction de la vitesse moteur ωm du moteur d'entraînement d'une transmission automatique. Cette famille de paraboles correspond à différentes valeurs du rapport
i = — . La parabole correspondant à i = O est appelée ωm habituellement parabole de calage, tandis que pour i = ic, valeur du rapport de vitesses du convertisseur à partir de laquelle le convertisseur fonctionne comme simple coupleur, on parle de parabole de couplage.
Ce diagramme est complété par la droite Cτ = Cf", qui correspond au couple d'entrée au niveau duquel on souhaite limiter la sollicitation de la transmission.
Pour contrôler le couple d'entrée CT de la transmission, l'invention propose d'établir le diagramme de la figure 1 du véhicule concerné et de mesurer à chaque instant les vitesses moteur et turbine ωZ et cor
pour déterminer le rapport i = — du convertisseur. La connaissance dZ de tXp et de i permet de positionner sur le diagramme de la fig.l le point A de la parabole correspondant au rapport i calculé, correspondant au point de fonctionnement nominal théorique du moteur, pour lequel l'ouverture de l'organe doseur de carburant, par exemple l'ouverture du papillon des gaz serait égale à ctp mesurée, et le moteur aurait une vitesse théorique mesurée cot supérieure à la valeur ωZ mesurée.
L'intersection entre la parabole correspondant à la valeur i calculée et l'horizontale CT = C*™, définit la vitesse moteur Û>]T au-delà de laquelle le couple turbine devient supérieur au couple d'entrée admissible pour la transmission. Ainsi, pour chaque valeur de i, on définit une valeur limite de ωm, ω^, qu'il ne faut pas dépasser sous peine de surcharger la transmission. En surveillant le signe et l'amplitude de la grandeur :
Figure imgf000008_0001
on est à même de savoir si, et de combien, on dépasse la valeur de consigne CT *, ou si au contraire, en raison des surcharges aléatoires affectant à la baisse le couple moteur, on reste en deçà de cette limite, alors qu'elle serait franchie si le moteur fonctionnait selon les conditions nominales.
Pour pouvoir effectuer ce contrôle en toutes circonstances, l'invention prévoit de mettre en mémoire dans le calculateur de gestion de la transmission la courbe ω^° exprimant de façon classique la valeur de ύfi? en fonction du rapport (i), calculée par exemple, selon une relation du type :
CT
«£•(!) « 7(0., K(i)
où Y (i) et K (i) sont les classiques fonctions «invariantes » déterminant complètement les caractéristiques du convertisseur.
Dans le cas d'un moteur équipé d'un accélérateur électrique «drive by wire», c'est-à-dire avec papillon motorisé, ou avec pompe d'injection Diesel électronique, le signal A alTii) peut être utilisé à travers un correcteur approprié, du type PID (Proportionel Intégral Dérivé), par exemple par le calculateur de commande du papillon motorisé d'admission des gaz d'un moteur à essence ou de la pompe d'injection Diesel électronique, pour asservir le couple moteur de manière à ce que le couple d'entrée de la transmission soit au plus égal à la valeur dr.
Dans le cas d'un moteur à injection électronique d'essence, le même signal A ω^T (i) peut être utilisé par le calculateur d'injection pour limiter le couple moteur par action sur le débit d'essence et/ou le point d'avance à l'allumage d'un moteur à allumage commandé et le cas échéant, sur la soupape de décharge, ou «waste-gate», du turbo¬ compresseur.
Dans le cas d'un système d'injection Diesel dit "common rail", le signal Δ û?iT (/) est exploité pour limiter le couple moteur par action sur le débit du gazole.
Enfin, dans le cas d'un moteur Diesel turbo-compressé à injection entièrement mécanique, l'invention prévoit de générer un signal de commande tout ou rien lorsque Δ dT (/) est négatif.
Un tel signal est notamment exploitable pour commander une électrovanne pneumatique d'estompage de couple qui fait communiquer la chambre de travail du poumon de la pompe à injection d'un moteur Diesel turbo-compressé avec l'atmosphère.
En conclusion, l'objet de l'invention est de limiter au strict nécessaire la réduction de couple indispensable pour ne pas surcharger une transmission automatique. Les mesures et les opérations nécessaires à sa mise en oeuvre sont gérées sans difficulté par le calculateur d'une transmission automatique, à rapports étages ou non, associée à un moteur à essence ou Diesel de type quelconque.

Claims

REVENDICATIONS
[1] Procédé de limitation du couple d'entrée d'une transmission automatique munie d'un convertisseur hydrocinétique de couple et associée à un moteur d'entraînement, caractérisé en ce que :
- on détermine à chaque instant le rapport de vitesse du convertisseur,
i = — à partir des mesures de la vitesse turbine α>τ dudit ωm convertisseur, et du régime moteur ωm,
- pour chaque valeur de i, on définit une valeur limite ω^ du régime moteur ωm à ne pas dépasser pour éviter de surcharger la transmission, et
- on surveille le signe et l'amplitude de la grandeur :
Figure imgf000011_0001
[2] Procédé de limitation de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur Û;^ est déterminée à l'aide d'un diagramme mettant en évidence la cartographie nominale du couple turbine CT en fonction du régime moteur ωm pour différentes valeurs du rapport de vitesses i, paramétrée en fonction d'une grandeur ctp représentative de l'ouverture de l'organe doseur de carburant.
[3] Procédé de limitation de couple selon la revendication 2, caractérisé en ce que ω^ est déterminé par l'intersection de la parabole caractéristique du convertisseur correspondant au rapport (i) calculé, et de la droite représentant le couple limite admissible CT = Cf.
[4] Procédé de limitation de couple selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on détermine le point nominal théorique du moteur pour lequel celui-ci aurait une vitesse cafc supérieure à la valeur ωZ mesurée, à partir des valeurs de (i) et de (ctp).
[5] Procédé de limitation de couple selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal Δ orf? (i) est exploité par le calculateur de commande du papillon d'admission des gaz d'un moteur à essence pour asservir le couple moteur, de manière à ce que le couple d'entrée de la transmission soit au plus égal à la valeur Cr".
[6] Procédé de limitation de couple selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le signal Δ fyJr(/) est exploité par le calculateur de commande de la pompe d'injection électronique d'un moteur Diesel, pour asservir le couple moteur de manière à ce que le couple d'entrée de la transmission soit au plus égal à la valeur Cr".
[7] Procédé de limitation de couple selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le signal Δ Û£" (/) est exploité pour limiter le couple moteur par action sur le débit d'essence.
[8] Procédé de limitation de couple selon l'une des revendications 1 à 4 ou 7, caractérisé en ce que le signal A a/T(i) est exploité pour limiter le couple moteur, par action sur le point d'avance à l'allumage dans le cas d'un moteur à allumage commandé.
[9] Procédé de limitation de couple selon l'une des revendications 1 à 4, 7, 8, caractérisé en ce que le signal Δ Û£" (/) est exploité pour limiter le couple moteur par action sur la soupape de décharge du turbo-compresseur.
[10] Procédé de limitation de couple selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le signal Δ ctf? (i) est exploité pour limiter le couple moteur par action sur le débit du gazole d'un système d'injection Diesel dit "common rail".
[11] Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le signal Δ ω^ (i) est exploité pour générer un signal tout ou rien de commande d'une vanne d'estompage de couple.
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