Depuis les succès de Ralf Schumacher au volant de son bolide WilliamsF1 BMW au plus tard, l’automobiliste intéressé sait que dans la catégorie reine de la course automobile internationale, on ne déclenche plus les changements de rapport en intervenant sur un levier de vitesse, mais sur des «palettes de commande» placées sur le volant et donc, en moins de rien. Alors que le conducteur d’une voiture conventionnelle déplace un levier de vitesse selon la grille classique en H afin d’enclen¬cher le rapport souhaité, Ralf Schumacher et ses compagnons de Formule 1 se contentent de tirer brièvement sur deux palettes en papillon placées sous le volant – appelées «paddles» dans leur jargon. Actionner la palette droite signifie monter les vitesses, actionner celle de gauche signifie rétrograder.

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Pendant cette opération, le pilote n’a pas besoin de lever le pied : une gestion électronique ultramoderne du moteur interrompt alors la transmission pour quelques millisecondes, le boîtier de commande se charge du passage du rapport ainsi que du débrayage et du réembrayage par voie électro-hydraulique ; la pédale d’embrayage est supprimée.

Le précurseur de ce système sophistiqué qui est depuis un bon moment déjà la norme en Formule 1, a fait son apparition, il y une dizaine d’années déjà, sur les voitures prisées que BMW met en lice dans les courses de voitures de tourisme. Sur ce système, qui ne se passe cependant pas encore du levier de vitesse au plancher, les rapports se changent sur un plan uni¬que, c’est-à-dire de manière séquentielle comme sur la moto : pour monter les vitesses, le pilote tire le levier vers l’arrière, sans actionner un embrayage, pour rétrograder, il le pousse vers l’avant. Ce système autorise d’une part des passages de rapports ultrarapides, d’autre part, il évite que le conducteur se trompe de vitesse.

BMW est le premier constructeur à avoir proposé une boîte de ce type.
BMW M, en coopération étroite avec les sociétés Getrag et Sachs, a transposé cette expérience de la course à une application routière en développant un nouveau concept de transmission hautes performances dont la deuxième génération arrivera maintenant sur le marché : la «boîte M séquentielle» (SMG II) destinée à la M3.

Lorsque la société BMW M a lancé, dès 1996, la boîte SMG en exclusivité sur la M3, elle avait fait parler d’elle comme le premier fournisseur d’une boîte de vitesses entièrement automatisée. Le système s’est très bien imposé sur le marché, si bien que près d’une M3 sur deux de la dernière génération s’est vue équiper de ce concept de transmission avant-gardiste.

D’une structure technique identique à celle de la boîte mécanique à six rapports de la M3, la boîte SMG de la deuxième génération, qui a considérablement évolué par rapport à la première variante, ne se commande plus seulement que par un sélecteur, mais aussi par deux palettes au volant. Le conducteur peut donc choisir entre ces deux possibilités.

Changer les rapports au moyen des palettes, c’est avant tout accroître la sécurité active, parce que les deux mains peuvent reposer sur le volant pendant tout le trajet. Des «sensations de F1» – passer les rapports au volant. Cette nouvelle boîte SMG qui marie donc le changement séquentiel avec le changement automatisé des vitesses et permet ainsi au conducteur de se montrer sportif ou de se faire assister, offre de nombreux avantages.

En effet :
• le conducteur a à tout instant le choix entre deux modes de commande, le mode séquentiel («S») et le mode automatisé («A») ;
• grâce au système «Drivelogic», le conducteur peut adapter la caractéristique des changements de vitesse de sa boîte SMG à son style de conduite préféré, selon onze programmes de conduite ;
• lors de rétrogradages, le moteur effectue automatiquement un «double débrayage» ;
• l’actionnement de l’embrayage et, donc, la pédale d’embrayage sont supprimés, et à la différence d’une boîte de vitesses automatique, il n’y a pas de convertisseur de couple gourmand d’énergie et de puissance ;
• changer de vitesses est bien plus amusant, parce qu’en permettant de monter et de descendre les rapports à la vitesse d’un éclair en mode séquentiel, la boîte SMG procure de vraies «sensations de Formule 1» ;
• comparée à une boîte manuelle, elle autorise des performances routières légèrement supérieures et, surtout, reproductibles à tout instant ;
• le conducteur ne devant plus se concentrer sur le passage des rapports, la nouvelle boîte permet une conduite précise, plus sûre et plus décontractée ;
• la boîte M séquentielle permet de plus de mieux exploiter les réserves importantes de la M3 en guidant le conducteur vers le meilleur point de changement de vitesse grâce à des témoins dits de passage ou «shift lights» (des diodes lumineuses sur le cockpit affichant le point de changement optimal sur le compte-tours).

Passer les rapports en un temps record.
La deuxième génération de la boîte SMG sait aussi séduire par des ruptures de charge encore plus courtes – les passages les plus rapides ne nécessitent que 80 millisecondes.

Réaliser cet exploit en manuel est l’apanage de quelques as du volant.
En mode séquentiel et, donc, manuel, le système Drivelogic permet de plus au conducteur de la M3 d’adapter la dynamique du changement des rapports à son style de conduite individuel en lui proposant le choix entre six programmes différents – allant de dynamique et équilibrée (programme S1) à ultrasportif (pro¬gramme S5). Enfin, le conducteur peut sélectionner le programme S6, lorsqu’il a désactivé le DSC (contrôle dynamique de la stabilité) de série sur la M3. La boîte SMG réalise alors des changements de vitesse sportifs et purs, comme sur un bolide de course.

La nouvelle boîte M séquentielle présente, de plus, bien des atouts en matière de sécurité:
Dans des situations routières délicates, par exemple au rétrogradage sur route glissante, un débrayage ultrarapide est déclenché. La voiture ne peut pas se dérober, lorsque le couple dit résistant est trop élevé sur les roues motrices. Le conducteur ne peut plus se tromper de vitesse.

Enfin, la commande est sensiblement facilitée, parce que la boîte M séquentielle permet de réduire d’une manière générale le stress au volant grâce au mode automatisé («A») – que ce soit sur autoroute ou même sur le circuit de course. En mode séquentiel («S») comme en mode «A», la boîte rétrograde automatiquement à la première vitesse dès que la voiture s’arrête ; pour continuer, il suffit d’appuyer sur l’accélérateur.

Active même en mode automatisé.
En mode «A», la boîte passe les rapports en autonomie, en fonction du programme de conduite sélectionné dans le système Drivelogic, de la situation de conduite, de la vitesse de la voiture et de la position de l’accélérateur. Le programme A1 par exemple, choisit automatiquement le deuxième rapport pour démarrer, l’embrayage fonctionnant alors tout en douceur, ce qui est très avantageux par exemple sur des routes hivernales.

Lorsqu’une vitesse minimale fonction du rapport enclenché est dépassée, il suffit de lever lentement le pied pour que le rapport supérieur soit enclenché. Le conducteur a ainsi la possibilité d’influer sur le moment du passage des vitesses même lorsqu’il a choisi le mode automatisé («A»). Dans ce cas, des capteurs identifient la situation de conduite et en tiennent compte.

Pour accélérer rapidement, par exemple pour une manœuvre de dépassement, le conducteur peut écraser l’accélérateur et déclencher ainsi un rétrogradage rapide asservi au programme de conduite activé. Le «cerveau» de ce nouveau système se trouve dans le MS S54, un système de gestion moteur électronique développé par la société BMW M elle-même et associé à l’unité de commande de la boîte M séquentielle. Les deux unités de commande sont reliées l’une à l’autre par un bus de données (SMG-CAN) de grande capacité.

Onze capteurs redondants propres à la boîte SMG sont interconnectés avec le bus CAN. Ils ouvrent l’accès à de nombreu¬ses fonctions spéciales, réservées en exclusivité mondiale à la boîte SMG. Ainsi par exemple, seul un capteur de l’accélération longitudinale permet d’exploiter des fonctions telles que l’«assistant de montée» ou l’«identification montagne». Le cerveau de la boîte peut être soumis à un diagnostic par chaque concessionnaire BMW.

Comment fonctionne la boîte M séquentielle ?
Tous les rapports sont commandés par voie électro-hydraulique ; les éléments de commande de la boîte SMG sur la M3 sont du type «by wire». Comme dans l’aéronautique et dans l’aérospatiale, ils sont donc ultrarapides et fiables et fonctionnent sans liaisons mécaniques. Lorsque le système est en mode automatisé («A») pendant le trajet, la boîte M séquentielle change les rapports en autonomie, selon un programme choisi par le conducteur grâce à la commande du Drivelogic («Drivelogic Control»). Lorsque le conducteur amène le levier de vitesse du mode «A» au mode «S» – ce qui est possible à tout instant pendant le trajet –, il peut monter les vitesses manuellement en tirant sur la palette droite placée sous le volant ou en tirant légèrement le sélecteur placé sur la console centrale vers lui.

Inversement, tirer sur la palette gauche ou pousser légèrement le sélecteur vers l’avant permet de rétrograder. En fonction du programme de conduite activé et de la situation donnée, le moteur effectue alors automatiquement un «double débrayage», tel un conducteur chevronné désireux d’accélérer et d’assouplir le rétrogradage.

En actionnant plusieurs fois de suite les palettes de commande ou le sélecteur, le conducteur peut aussi «sauter» des rapports à sa guise. Or, la gestion électronique n’obtempère que si les changements demandés sont possibles sans sortir de la large plage des régimes du moteur de la M3. Quelle que soit la situation de conduite, mettre le moteur en surrégime est donc exclu.

Des «shift lights» indiquent le point de changement optimal.
Un visuel SMG sur le tableau de bord, en dessous du compte-tours, indique au conducteur de la M3 le programme de conduite activé et la position momentanée du sélecteur. Des témoins dits de passage ou «shift lights» intégrés au compte-tours et s’allumant successive-ment lorsque le mode séquentiel est activé, l’informent de plus qu’il s’approche du régime optimal pour passer le rapport. A l’image des instruments des cockpits de Formule 1, ils permettent au conducteur de la M3 dotée de la boîte SMG d’exploiter la puissance maximale du moteur pour une propulsion optimale. En effet, la boîte SMG ne procède en aucun cas au passage du rapport supérieur tant qu’elle se trouve en mode «S» – car c’est notre volonté de maintenir les passages de vitesse «actifs», effectués manuellement.

La marche arrière s’enclenche comme sur la boîte de vitesses mécanique en amenant le sélecteur sur le point avant gauche de la grille. Si le conducteur gare la voiture en laissant une vitesse enclenchée, elle ne peut pas avancer toute seule. Une autre fonction spéciale pratique de la boîte SMG, l’assistant dit de montée, permet de démarrer en côte quasiment sans que la voiture ne recule. Il est disponible en mode tant séquentiel qu’automatisé, en marche avant comme en marche arrière. Il suffit que le conducteur appuie sur la pédale de frein, lorsque la voiture est à l’arrêt et tire brièvement sur la palette de commande gauche au volant. Lorsqu’il lâche la pédale de frein, il a deux secondes pour redémarrer sans que la M3 ne parte de manière incontrôlée.

Quant à l’assistant d’accélération, il offre l’accélération maximale. Lorsque le conducteur désactive le DSC et qu’il choisit le programme de conduite S6, il peut pousser le sélecteur vers l’avant et le maintenir dans cette position, la voiture étant à l’arrêt. S’il écrase alors l’accélérateur, la gestion règle automatiquement le régime de démarrage optimal. Et lorsqu’il lâche aussi le sélecteur, la M3 accélère avec un glissement réglé à la valeur optimale. Il s’agit là d’une fonction unique à la M3.

Le démarrage du moteur n’est possible que si, simultanément, la pédale de frein est actionnée et le sélecteur amené en position «0» (ralenti). Un dispositif de verrouillage «shift lock» évite l’enclenchement intempestif d’une vitesse après le démarrage du moteur, sans que la pédale de frein ne soit actionnée.

Des électrovannes pilotent le système.
Le cerveau de la boîte SMG reconnaît la vitesse enclenchée grâce à un capteur de position redondant du plus haut niveau de sélectivité. Pour déclencher un passage de vitesse, l’unité de commande active, les unes après les autres et en l’espace de quelques millièmes de seconde, les électrovannes concernées qui pilotent le groupe hydraulique du système dans son ensemble.

L’huile hydraulique sous haute pression (jusqu’à 85 bars) peut alors passer très rapidement dans le maître-cylindre de l’embrayage, via une électrovanne, et mettre hors prise l’embrayage qui présente une structure identique à celui de la boîte mécanique. L’étape suivante consiste à actionner trois vérins hydrauliques au maximum dans l’actuateur de commande, via des électrovannes du groupe hydraulique.

Ces vérins passent les vitesses en positionnant l’arbre primaire de la boîte exactement dans l’axe correspondant, puis en déplaçant l’axe de sélection vers l’avant ou vers l’arrière afin d’enchlencher le rapport demandé. Peu importe dans ce contexte, si le selecteur se trouve en mode «A» ou «S». En cas de défaillance d’un processeur dans le cerveau de la boîte, il est possible de faire appel sans délai à un signal fourni par le processeur redondant – la sécurité de fonctionnement optimale est ainsi garantie à tout instant.

Il y a une multitude d’autres fonctions de sécurité, telle qu’une fonction évitant le démarrage intempestif quand la porte du conducteur est ouverte, par exemple pour se relayer au volant : en un tel cas, un laps de temps déterminé (environ quatre secondes) s’écoule. Si, pendant ce laps de temps, ni l’accélérateur ni la pédale de frein ne sont actionnés, le rapport est amené hors prise jusqu’à ce que la porte soit fermée et un sens de marche sélectionné. Lorsque le capot moteur est ouvert, il n’est pas non plus possible
de démarrer.

La M3 dotée de la boîte SMG peut être garée avec l’une des positions «R» (marche arrière), «S», «A» ou «0» enclenchée (avec signal optique et acoustique) ; la clé de contact peut être retirée dans toutes ces positions.

La boîte SMG II avec Drivelogic en quelques mots : une technique de transmission issue de la Formule 1.

Historique :
En 1996, la société BMW M a été le premier constructeur au monde à proposer une boîte de vitesses entièrement automatisée.
Sensations de Formule 1 : Changements de vitesse ultrarapides et ultraprécis en
80 millisecondes, palettes de commande au volant, «shift lights», assistant d’accélération.
Adaptation individuelle au style de conduite personnel :
Drivelogic («votre boîte personnelle») – onze programmes de conduite allant d’un typage dynamique/équilibré à un typage sportif/puriste.
Mode séquentiel :
Changements de vitesses via des palettes de commande au volant ou un sélecteur sur la console centrale.
Mode automatisé :
Le système passe les rapports en autonomie, en fonction du programme de conduite choisi et des fonctions logiques interconnectées dans le système Drivelogic.
Fonctions spéciales :
Identification patinage, assistant de montée, «shift lights», assistant d’accélération.
Sécurité active :
Mains sur le volant, conduite plus sûre, changements de vitesse
en fontion de la situation donnée.
Sécurité passive :
Traitement des signaux et capteurs redondants comme dans l’aéronautique et l’aérospatiale, protections contre les erreurs
de commande.
Commande plus facile :
Pas de pédale d’embrayage, plus d’erreurs de commande.

BMW M3 E46

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