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1 2 CPA /CM /FM H.ABOUCHADI 1 Construction des boites de vitesses automatiques Construction des boites de vitesses automatiques Boite de vitesses Boite de vitesses Dans la boite de vitesses automatique la transmission du couple s’effectue au moyen d’huile hydraulique. Les pistons de commande des freins et embrayages sont aussi actionnés par voie hydraulique. Pour cette raison, la logique de la commande de changement de rapport a été réalisée hydrauliquement dans les premières boites de vitesses automatiques. A l’époque, les états de fonctionnement du véhicule étaient détectés par des composants hydrauliques, pneumatiques et électriques convertis en pression. Ainsi le rapport approprié était sélectionné. Electronique vs hydraulique Electronique vs hydraulique 2 CPA /CM /FM H.ABOUCHADI 2 Construction des boites de vitesses automatiques Construction des boites de vitesses automatiques Boite de vitesses Boite de vitesses Electronique vs hydraulique Electronique vs hydraulique

Boite des vitesses électroniques

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Transmission de puissance

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  • 12 CPA /CM /FM H.ABOUCHADI 1

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Dans la boite de vitesses automatique la transmission du couple

    seffectue au moyen dhuile hydraulique. Les pistons de commande des

    freins et embrayages sont aussi actionns par voie hydraulique. Pour

    cette raison, la logique de la commande de changement de rapport a

    t ralise hydrauliquement dans les premires boites de vitesses

    automatiques.

    A lpoque, les tats de fonctionnement du vhicule taient dtects

    par des composants hydrauliques, pneumatiques et lectriques

    convertis en pression. Ainsi le rapport appropri tait slectionn.

    Electronique vs hydrauliqueElectronique vs hydraulique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Electronique vs hydrauliqueElectronique vs hydraulique

  • 22 CPA /CM /FM H.ABOUCHADI 3

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Capteurs hydrauliquesCapteurs hydrauliques

    Contacteur de Contacteur de KickdownKickdown : situ sous la pdale dacclrateur, il fournit le signal de rtrogradation et de maintien de rapport.

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    RRgulateur centrifugegulateur centrifuge : fournit une pression hydraulique qui reflte la vitesse du vhicule. Il est entran par larbre de sortie de la boite de vitesse.

    Capteurs hydrauliquesCapteurs hydrauliques

  • 32 CPA /CM /FM H.ABOUCHADI 5

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Capsule de pression de modulation avec vanne de rCapsule de pression de modulation avec vanne de rgulation (vanne gulation (vanne ddtranglement)tranglement) : dlivre une pression dpendant de la dpression dans la tubulure dadmission et signale ainsi la charge du moteur.

    Capteurs hydrauliquesCapteurs hydrauliques

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Vanne de rVanne de rgulation de pression de commandegulation de pression de commande : renseigne sur la position de la pdale dacclrateur.

    Capteurs hydrauliquesCapteurs hydrauliques

  • 42 CPA /CM /FM H.ABOUCHADI 7

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Levier sLevier slecteur et tiroir de slecteur et tiroir de slectionlection : permet au conducteur de choisir tous les rapports.

    Capteurs hydrauliquesCapteurs hydrauliques

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Avec lvolution de llectronique en technique automobile, les lments hydrauliques, pneumatiques, mcaniques et lectriques ont tprogressivement remplacs par des lments lectroniques correspondants.Certains composants continuent nanmoins fonctionner comme avant.Le levier slecteur commande toujours mcaniquement les fonctions de base P; R; N et D.

    P : Position de parking. Le frein de parking est engag.

    R : Marche arrire.

    N : Neutre, pas de transmission de la force. Cest galement la position de dpart.

    D : Toutes les marches avant sont disponibles pour la commande lectronique de boite.

    ElectroniqueElectronique

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    Les positions du levier slecteur repres par des chiffres sont cependant dtecter lectroniquement par un contacteur de dtection de position.

    La commande hydraulique de boite devient alors une commande lectrohydraulique.

    Lactivation des organes de passage seffectue toujours hydrauliquement au moyen des vannes de lappareil de commande hydraulique.

    4, 3, 2 : Rapports imposs. Les marches avant ne sont disponibles que jusquau chiffre choisit.

    ElectroniqueElectronique

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    La slection des rapports est calcule numriquement par un microcalculateur situ dans la commande lectronique de boite.

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    Avantages de la commande Avantages de la commande lectronique de boitelectronique de boiteNombre rduit de composants hydrauliques (moiti en moyenne).Traitement de signaux additionnels sans frais supplmentaires.Commande plus prcise des organes de passage.Compensation des modifications affectant les garnitures de friction (commande de pression adaptative).Courbes de passage flexibles.Reconnaissance du style de conduite et adaptation de la commande (dcalage des caractristiques de passage).Protection contre les fausses manuvres.Assure la disponibilit du vhicule (contourner des dfauts).Enregistrement des dfauts survenus lors du fonctionnement.

    ElectroniqueElectronique

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    Une commande lectronique de boite typique traite des signaux dune srie de capteurs.

    ElectroniqueElectronique

  • 72 CPA /CM /FM H.ABOUCHADI 13

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    dfectueux. Le contacteur dtecte en plus les autres positions du levier slecteur qui limitent la slection des rapports. Il possde plusieurs niveaux de commutation qui fournissent deux signaux de commande numrique la commande de boite.

    Contacteur de positionContacteur de position : les principales positions du levier slecteur P; R; N et D sont retransmises mcaniquement du levier au tiroir de slection de lappareil de commande hydraulique, ce qui permet la disponibilit de la boite mme si lappareil de commande lectronique est

    CapteursCapteursElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Contacteur de Contacteur de KickdownKickdown :

    actionn lorsque la pdale

    dacclrateur est fond.

    Son signal numrique (tout

    ou rien) indique la

    commande de boite une

    demande de puissance

    maximale.

    CapteursCapteursElectroniqueElectronique

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    N.BN.B : Sur certaines boites, la vitesse de sortie est obtenue partir des capteurs de roue inductifs du systme ABS .

    Capteur inductifCapteur inductif : montsur lentre de la boite, il dlivre un signal de frquence. La commande de boite en dduit la vitesse dentre de la boite automatique. Un autre capteur, plac sur larbre de sortie de la boite, fournit la vitesse de sortie

    CapteursCapteursElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Capteur de tempCapteur de tempraturerature :

    immerg dans le rservoir

    dhuile, il envois un signal

    analogique reprsentant la

    mesure de la temprature de

    lhuile de boite.

    CapteursCapteursElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Electrovannes de rElectrovannes de rgulationgulation : rgle une pression dhuile continue en fonction dun signal lectrique.

    Les actionneurs de la

    commande lectronique de

    boite comprennent

    essentiellement les

    lectrovannes situes dans

    lappareil de commande

    hydraulique.

    ActionneursActionneursElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Electrovannes de passage Electrovannes de passage

    (de commande)(de commande) : ouvre ou

    ferme le passage de la

    pression dhuile vers une

    conduite de commande.

    ActionneursActionneursElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Verrouillage du levier Verrouillage du levier sslecteurlecteur : en dehors des organes hydrauliques de passage, la commande lectronique de boite pilote aussi dautres actionneurs : un lectroaimant verrouille en cas de besoin lengagement de la position de parking ou de la marche arrire.N.BN.B: : Ce systme fais partie des diffrents dispositifs de scurit destins prvenir les fausses manuvres.

    ActionneursActionneursElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Afficheur digitalAfficheur digital: : sur

    certains vhicule, la

    position du levier slecteur

    est affiche sous forme dun

    chiffre dans le combin des

    instruments.

    ActionneursActionneursElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    La commande lectronique de boite nest pas un systme isol, elle change des donnes avec dautres systmes lectroniquesGestion moteurGestion moteur : les signaux de nombreux capteurs sont utiliss la fois par la gestion moteur et par la commande de boite. Celle ci reoit, par exemple, de la gestion moteur desinformations sur le rle rgime moteurgime moteur, le signal de changele signal de change et la position dla position daccaccllrateurrateur.

    Autres systAutres systmesmesElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Inversement, la commande de boite met linformation de changement de rapport la gestion moteur. Cette dernire permet de rduire temporairement la puissance du moteur en retardant lallumage ou en diminuant la quantit de carburant injecte (vhicule diesel). Bien que le changement de vitesse peut se faire sous charge (par principe de la boite automatique) cette intervention augmentera le confort de passage en raccourcissant sa dure.

    Autres systAutres systmesmesElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    La gestion moteur communique galement la boite de commande la temprature du moteur. Ainsi aprs un dmarrage froid la boite de commande dplace vers le haut les points de passage. Il en rsulte des rgimes moteurs plus levs qui permettentune mise temprature et donc une entre en fonction plus rapide du catalyseur ce qui se traduit par une meilleure qualit des gaz dchappement.

    Autres systAutres systmesmesElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    lectronique de chssislectronique de chssis : permet lharmonisation de passage des vitesses (contrle de traction lectronique ou blocage lectronique de diffrentiel). Elle informe de limminence de lintervention du systme de stabilit (sabstenir de changer de rapport).Lors de lintervention du systme antipatinage (rgulation antipatinage), elle permet, au dmarrage, lengagement de la deuxime vitesse pour rduire le couple.Elle permet de retarder le passage de vitesse dans un virage.

    Autres systAutres systmesmesElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    RRgulateur de vitessegulateur de vitesse : Informe la commande de boite de lentre en mode rgulation ce qui permet llargissement de la courbe de passage pour viter les hsitations entre deux rapports voisins.Demande une rtrogradation la commande de boite quand, en descente, la vitesse ne peut tre maintenue quavec un frein moteur plus important.

    Autres systAutres systmesmesElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Climatiseur Climatiseur : dans certaines versions, la climatisation est coupe si une puissance moteur plus leve est demande via le signal de Kickdown.

    Interface de diagnostic Interface de diagnostic : permet le diagnostic des dfauts mmoriss dans la commande lectronique deboite. Elle est branche un banc de diagnostic pour la lecture de la mmoire contenant les dfauts survenus lors du fonctionnement.

    Autres systAutres systmesmesElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Selon la structure de

    llectronique du vhicule,

    la liaison entre les

    systmes est ralise

    directement ou par

    lintermdiaire dun bus

    de donnes (bus canne).

    ElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Comment la commande lectronique de boite reconnat elle le glissement dans le convertisseur de couple?

    A partir des signaux des capteurs de rgime moteur et de vitesse dentre de la boite

    ElectroniqueElectronique

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    La commande lectronique

    de boite est un systme de

    traitement dinformations et

    par consquent un

    microprocesseur excute un

    programme qui parcours de

    faon cyclique une succession

    dtapes.

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Collection des signaux de toute une srie de capteurs

    Traitement des informations et calcul du dcalage de la

    courbe de passage

    Dcider de la pertinence dun changement de vitesse connaissant: la vitesse de rotation de sortie, la la vitesse de rotation de sortie, la position de la pposition de la pdale dale ddaccaccllrateur et le rapport actuelrateur et le rapport actuel

    dclencher le changement de vitesse

    rpter le cycle

    Envoyer les signaux correspondants aux actionneurs

    Le cycle dure 2/100 de secondeLe cycle dure 2/100 de seconde

    OuiOui

    NonNon

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Dans une reprsentation simplifie, on fait dpendre la dcision de changement de rapport dune seule paire de courbe de passage. Cette dernire tient compte de la vitesse du vhicule et de la position de la pdale dacclrateur.La courbe de passage utilise en descente du rapport est diffrente de celle utilise pour la monte de rapport.Les anciennes commandes de boites automatiques ne possdaient quune seule paire de courbe fixe.

    Courbes de passage

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    La gnration suivante de commande lectronique de boite automatique disposait dun slecteur de programme.

    En position E (En position E (conomique),conomique), la paire de courbes de passage se situe vers les rgimes faibles et assure ainsi un fonctionnement plus conomique du vhicule.

    En position S (sportive),En position S (sportive), la paire de courbes de passage change les vitesses un rgime plus lev et permet ainsi de disposer de plus de puissance.

    Les commandes lectroniques de boites actuelles calculent, sur la base dun grand nombre dinformations qui dcrivent les conditions de fonctionnement et de conduite courante, un dcalage de courbe caractristique. Cest en fonction de cette courbe de passage adapte que sont dcids les changements de rapport (courbe de passage adaptative).

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    laide de programmes dynamiques de slection des rapports (DSP), au dmarrage du vhicule, la commande lectronique de boite commence gnralement par la stratgie de passage de rapport en mode conomique.

    Courbes de passage adaptatives

    Si la pSi la pdale est actionndale est actionne e rrguligulirement et rement et tranquillement:tranquillement: la courbe de passage est dcale vers des rgimes faibles donc vers un fonctionnement conomique .

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Si la position de la pSi la position de la pdale dale

    varie rapidement varie rapidement

    (acc(accllrations frrations frquentes):quentes): la

    courbe est dcale vers les

    rgimes levs et par

    consquent la commande de

    boite ragit de faon plus

    sportive.

    Courbes de passage adaptatives

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Paralllement la stratgie de changement de rapport au moyen du levier slecteur, il est galement possible de slectionner des programmes de changement de rapport.

    En position hiver,En position hiver, par exemple, la commande lectronique de boite dmarre le vhicule en seconde et excute les montes de rapports plus tt. Lobjectif vis est une rduction de couple au dmarrage pour viter autant que possible le patinage des roues motrice.

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    La commande lectronique de boite contient une srie de circuit de protection contre les fausses manuvres.

    une rtrogradation nest effectue que si cela nentrane pas un surrgime du moteur. En effet, la scurit consiste retarder la rtrogradation jusqu ce que la vitesse du vhicule soit suffisamment faible.

    Pour des raisons de scurit, le dmarrage ne peut se faire que lorsque le levier slecteur est en position P ou N. En fait, le convertisseur de couple ninterrompt pas compltement la chane cinmatique et par consquent le rgime moteur au dmarrage suffirait pour mettre le vhicule en mouvement. Do lutilit dun relais dinterdiction de dmarrage qui nest connect que si le levier slecteur est en position N ou P.

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    Lanalyse des causes des dfauts montre que les systmes lectroniques

    des automobiles sont extrmement robustes et fiables. Ces dfauts

    concernent 90% les conduitesles conduites,, les filsles fils, les connecteursles connecteurs, les capteursles capteurs et

    les actionneursles actionneurs. Les systmes lectroniques sont rarement lorigine

    dun dfaut. Ils incluent pour cette raison dans leurs programmes des

    stratgies qui leur indiquent comment traiter la dfaillance dun signal

    dentre. La commande lectronique de boite tente ainsi de permettre la

    poursuite de route, fut ce au prix de certaines restrictions.

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    DDfaillance dfaillance dun paramun paramtre de fonctionnementtre de fonctionnementLa commande lectronique de boite recours dans la mesure du possible un signal de remplacement.

    Exemple Exemple La pression de lhuile est adapte en fonction de la temprature de lhuile.

    Si la sonde de temprature tombe en panne, alors la commande lectronique de boite utilisera soit la temprature du liquide de refroidissement du moteur soit une valeur empirique de remplacement (70C: temprature normale de fonctionnement)

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    2 CPA /CM /FM H.ABOUCHADI 39

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    DDfaillance dfaillance dun signal importantun signal importantLa commande lectronique de boite cherche viter une aggravation des dommages.

    Exemple Exemple Le signal de la position de la pdale dacclrateur est dfaillant.

    Donc il est impossible de dterminer la charge du moteur. Un programme de remplacement adopte alors pour la courbe de passage une charge de moteur moyenne (courbe de passage partielle et pression hydraulique pleine charge)

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    DDfaillance dfaillance dun signal nun signal ncessairecessaire

    Exemple Exemple Dfaillance dun actionneur ou de la centrale de commande elle mme.La boite de vitesses bascule sur un programme de secours. En fait le fonctionnement devient purement hydraulique, limage des premires boites automatiques, et le levier slecteur est coupl mcaniquement au tiroir de slection de la boite automatique (N, D, R) pour permettre le dplacement du vhicule.

    La marche avant, dans ce cas, est un compromis entre un dmarrage possible (seconde , troisime) et un dplacement rapide.

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    2 CPA /CM /FM H.ABOUCHADI 41

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    ues Boite de vitessesBoite de vitesses

    En programme de secours lembrayage de pontage du convertisseur de couple est mis hors service. En rgle gnrale tous les dfauts sont mmoriss. Parfois un signal est dfaillant de faon sporadique pour ensuite redevenir correct. La commande lectronique de boite peut dans certains cas revenir en mode normal. Elle utilise nouveau le signal tout en ayant enregistr lapparition du dfaut. Les dfauts enregistrs peuvent tre consults en atelier sur un banc de diagnostic.

    Remarques Remarques

    ElectroniqueElectronique