Nouveau système « Shift-by-Wire » de sélection de gamme de boîte de vitesses électronique

La sélection d’un rapport sur la boîte de vitesses automatique à 8 rapports Aisin AF50-8 (EFC MRC) des nouvelles XT5 et LaCrosse 2017 ne requiert qu’un léger mouvement du poignet. Ces deux modèles sont dotés de la première application de changement de vitesse de précision électronique, c’est-à-dire un système de changement de vitesse par fil (shift-by-wire). D’autres modèles futurs seront également dotés de ce système, qui est commandé par différents modules de commande autant externes qu’interne à la boîte de vitesses.

 

Le levier du système de sélection de gamme de boîte de vitesses électronique (ETRS) (fig. 1) permet de sélectionner une gamme de boîte de vitesses par commande électronique plutôt que par moyen mécanique. Il n’y a aucun lien physique, câble ou tringlerie entre le levier sélecteur et la boîte de vitesses.

 

f01-autotrans-shift-lever

Fig. 1

 

Levier sélecteur ETRS

 

Le schéma de changement de vitesse de la boîte de vitesses automatique — positions de stationnement (P), marche arrière (R), point mort (N), marche avant (D) et manuel (M) — est affiché sur le dessus du levier sélecteur. Le levier comprend des capteurs qui indiquent la gamme de boîte de vitesses souhaitée. La position de rapport sélectionné s’illumine en rouge sur le levier sélecteur. Le levier sélecteur commence toujours en position centrale, représentée par un point sur le schéma de changement de vitesse. Après un changement de vitesse, le levier retourne en position centrale.

 

Un capteur de position de changement de rapport de type sans contact a été intégré au module de commande de boîte de vitesses (TCM). Le capteur détecte la position de changement de vitesse en fonction des données du conducteur qui utilise le levier sélecteur, au moyen de l’effet de Hall, qui produit la tension précise selon la position de changement de vitesse. La position de l’aimant dans le capteur change avec le mouvement du levier sélecteur, ce qui permet au circuit intégré Hall de convertir la force du champ magnétique en signal électrique selon la position de changement de vitesse.

 

L’ensemble levier sélecteur ETRS comprend :

  • Bouton de verrouillage de changement de vitesse – Situé sur le côté du levier sélecteur, il est doté de deux capteurs qui sont des entrées vers le module de commande de châssis.
  • Bouton de stationnement – Situé sur le dessus du levier sélecteur, il est doté de deux capteurs qui sont des entrées vers le module de commande de châssis.
  • Levier sélecteur bidimensionnel – La position du levier sélecteur est déterminée par deux capteurs internes qui transmettent un signal de coordonnée X et un signal de coordonnée Y. Les quatre circuits de signal sont des entrées vers le module de commande de châssis. Le levier sélecteur est conçu de façon à ce que tout défaut simple du levier sélecteur peut être isolé et l’erreur corrigée par le module de commande de châssis.
  • Indicateur de position du levier de commande de boîte de vitesses – L’affichage à DEL sur le dessus du levier sélecteur indique la position du rapport actuel de la boîte de vitesses. Il affiche R (marche arrière), N (point mort), P (stationnement), D (marche avant) et M (manuel).

 

Sélection de rapport

 

Stationnement – Pour passer en position de stationnement, appuyer sur le bouton « Park » (stationnement) sur le dessus du levier sélecteur. Pour quitter la position de stationnement, mettre le contact et enfoncer la pédale de frein, puis appuyer sur le bouton « Shift Interlock » (verrouillage de changement de rapport) sur le côté du levier sélecteur et déplacer le levier vers le rapport souhaité.

 

Marche arrière – Appuyer sur le bouton « Shift Interlock » (verrouillage de changement de rapport) sur le côté du levier sélecteur et déplacer le levier vers l’avant, puis vers la gauche pour passer en marche arrière.

 

Point mort – Déplacer le levier sélecteur vers l’avant et le maintenir à cette position pour passer au point mort (N). La boîte de vitesses passe automatiquement en position de stationnement (P) après une période prolongée au point mort (N). Pour descendre du véhicule lorsque la boîte de vitesses est au point mort, comme dans un lave-auto à service complet, enfoncer la pédale de frein, ouvrir la porte du conducteur, puis passer au point mort.

 

Marche avant – Déplacer le levier vers l’arrière pour passer en marche avant (D).

 

Manuel – En marche avant, déplacer le levier vers l’arrière pour activer le mode manuel. Utiliser les palettes du volant de direction pour changer de vitesse. Déplacer de nouveau le levier sélecteur vers l’arrière pour retourner en marche avant (D).

 

Le module de commande de châssis (CCM) surveille la position du levier sélecteur et communique l’information au module de commande de gamme de boîte de vitesses (TRCM), qui fait ensuite tourner l’arbre sélecteur de rapport au moyen d’un moteur raccordé à l’arbre sélecteur de gamme. Le module TRCM communique sur le réseau GMLAN haute vitesse et sur le bus d’expansion de châssis.

 

Le contacteur de position de stationnement/point mort (PNP) fait partie de l’ensemble module de boîte de vitesses (TCM). Le module TCM fournit une masse au module de commande du moteur (ECM) en position de stationnement (P) et au point mort (N). Le contacteur PNP fournit un signal de gamme (permission de lancement) à l’ECM pour permettre le démarrage du moteur.

 

Tous les codes d’anomalie de sélecteur de gamme de boîte de vitesses électronique et de module de commande de gamme de boîte de vitesses s’établissent dans le module de commande de châssis.

 

Lorsqu’un défaut est détecté dans le système de sélection de gamme de boîte de vitesses électronique, le centralisateur informatique de bord (DIC) du groupe d’instruments affiche le message « Service Transmission Now, Unable to Shift Soon » (réparer la boîte de vitesses maintenant, incapacité de changer les rapports bientôt) et un carillon est émis pendant 10 secondes. Le conducteur doit accuser réception du message pour afficher les autres informations sur le centralisateur informatique de bord (DIC). Le message et le carillon demeurent actifs jusqu’à ce que le véhicule ait parcouru 50 trajets en présence du défaut. À ce point, la boîte de vitesses ne peut pas quitter la position de stationnement (P).

 

Lorsque le message « Service Shifter See Owner’s Manual » (réparer le levier sélecteur, consulter le guide de l’automobiliste) est affiché sur le DIC, le levier sélecteur requiert une remise en état. Si le véhicule passe automatiquement en position de stationnement, vérifier que le bouton « Park » (stationnement) n’est pas coincé en procédant au diagnostic électrique du levier sélecteur dans les renseignements techniques appropriés. Pour faire fonctionner le véhicule, maintenir le levier sélecteur dans le rapport souhaité, marche arrière (R) ou marche avant (D), jusqu’à ce que la vitesse du véhicule excède 15 km/h (10 mi/h), puis relâcher le levier sélecteur.

 

Composants ETRS

 

Les composants ETRS comprennent :

  • Levier de commande de boîte de vitesses S3
  • Module de commande de châssis K38
  • Module de commande de gamme de boîte de vitesses K173
  • Verrouillage de stationnement de secours, situé dans le module de commande de boîte de vitesses K173
  • Indicateur de position de levier de commande de boîte de vitesses P2, situé dans le levier de commande de boîte de vitesses S3
  • Module de commande de boîte de vitesses K71

 

Le module TCM est monté directement sur le dessus de la boîte de vitesses (fig. 2). Le levier sélecteur et le capteur de gamme de boîte de vitesses sont intégrés au module de commande. En cas de réparation ou de remplacement de la boîte de vitesses, ces valeurs doivent être remises à zéro au moyen de l’analyseur-contrôleur. En cas de remplacement d’un module TCM, les valeurs adaptatives ne se transfèrent pas de l’ancien module TCM au nouveau module TCM.

 

f02-8-speed-trans-r

 

Fig 2

 

Un connecteur à 16 bornes externe se branche au système électrique du véhicule. Sous le module de commande se trouve un autre connecteur (33 bornes) qui se branche directement à la boîte de vitesses. Le module TCM établit le contact avec tous les solénoïdes et capteurs de la boîte de vitesses à cet endroit.

 

CONSEIL : Les champs magnétiques des aimants et des câbles à courant élevé, comme les câbles de démarreur et les câbles vers l’équipement auxiliaire, peuvent interférer avec le capteur de position de rapport. Comme règle de base, il faut maintenir un maximum de  1A par mm de distance depuis le module de commande. Ainsi, un câble de démarreur qui transporte un courant de 200A doit se trouver à au moins 20 cm du module de commande.

 

Le module TCM est doté de microprocesseurs avec un horloge, d’une mémoire vive (RAM) et d’une mémoire morte (ROM) programmable. Les valeurs adaptatives sont sauvegardées dans la mémoire non volatile. Au moment de changer la boîte de vitesses, ces valeurs doivent être remises à zéro avec un analyseur-contrôleur. Les valeurs sont remises à zéro automatiquement après le remplacement du module de commande au moyen d’un analyseur-contrôleur.

 

Position de stationnement par défaut

 

La fonction de verrouillage de position de stationnement de secours, également connu comme Position de stationnement par défaut, est isolée électriquement du module TRCM, et force l’arbre manuel de boîte de vitesses à passer en position de stationnement dans des conditions précises. Dans ces conditions, le véhicule est mis en mode de défaut latent. Le verrouillage de position de stationnement de secours communique avec le module de commande de châssis par un réseau d’interconnexion locale (LIN).

 

Mode de défaut critique

 

Lorsqu’un défaut est détecté dans le système de sélection de gamme de boîte de vitesses électronique et qu’il n’est pas possible de déterminer la position du rapport demandé ou la position de rapport actuelle, le véhicule demeure dans la position du rapport commandé actuel jusqu’à ce que la vitesse du véhicule soit inférieure à 3 km/h (1 mi/h).

 

Afin de réduire la vitesse véhicule, le module EBCM amorce un freinage. Lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à 3 km/h (1 mi/h), le frein de stationnement électronique et le verrouillage de position de stationnement de secours (également connue comme Position de stationnement par défaut) s’engagent. Le frein de stationnement électronique se desserre uniquement lorsque la condition est corrigée et que tout les codes d’anomalie associés sont établis dans l’historique.

 

Procédures d’apprentissage après la remise en état

 

La procédure d’apprentissage de position -N- du levier sélecteur est requise lorsque le TCM, l’ECM, le levier de commande de boîte de vitesses ou l’ensemble boîte de vitesses ont été réparés, remplacés, déposés ou remis en état. Réaliser la procédure au moyen de la fonction apprentissage/réinitialisation de l’analyseur-contrôleur.

 

La procédure de réutilisation des valeurs apprises est requise lorsque l’ensemble boîte de vitesses, le convertisseur de couple, le TCM, le corps de soupape de commande ou le capteur de régime de l’arbre d’entrée ont été réparés, remplacés, déposés ou remis en état.

 

– Merci à Salvatore Canale

Savoir-faire en matière d'entretien
Consulter le forum des techniciens des renseignements techniques