Brevet FR2448077A1 — publié le 19800829

La présente invention est relative à un dispositif de commande des changements de rapports d'une boîte de vitesses, notamment pour véhicules automobiles, du type comprenant des capteurs des vitesses de rotation des arbres d'entree et de sortie de la boîte de vitesses, un capteur de position de la pédale d'accélérateur de commande du moteur, des moyens d'actionnement des organes de commande des divers rapports de la boîte de vitesses en fonction des indications des capteurs, et un dispositif de présélection du n'ode de fonctionnem.ent de cette boite. L'invention s'applique en particulier aux véhicules de transport en car'sun. Les boîtes de vitesses automatiques et semiautomatiques comportent généralement un convertisseur de couple ou coupleur et sont actionnées par serrage et desserrage de freins et d'embrayages à fonctionnement hydraulique commandés par des vérins munis d'électrovannes en fonction de diverses variables de fonctionnement du véhicule. Les dispositifs de commande connus utilisés pour assurer le fonctionnement correct d'une boîte de vitesses de ce type sont formés généralement de circuits logiques comprenant des détecteurs de seuils et des portes électroniques ET/OU qui, en fonction des informations données par les capteurs, assurent la commande des électro-vannes de la boîte de vitesses. Dans tous ces dispositifs de commande à circuits logiques, ilestnécessaire, sous peine d'aboutir à des circuits logiques tres complexes et très coûteux, de limiter le nombre d'informations reçues et de possibilités de manoeuvre de la boîte de vitesses. Ces dispositifs de commande ne permettent donc pas d'assurer de manière économique un fonctionnement automatique de la boîte de vitesses. De plus, ces dispositifs ne permettent pas de fournir au conducteur du véhicule des indications précises sur le fonctionnement de la boite de vitesses et sur la marche du véhicule. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un dispositif de commande de réalisation simple et de coût économiquement acceptable, ayant de très larges possibilités d'utilisation et facilement adaptable à différents types de boîtes de vitesses. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande du type précité, caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent un dispositif microprocesseur programmé relié d'une part aux organes de commande de la bote de vitesses et d'autre part aux capteurs et au dispositif de présélection. Si, en outre, le microprocesseur est relié à des dispositifs d'affichage de la vitesse de rotation du moteur et/ou de la vitesse du véhicule, le conducteur est informé de ces vitesses sans qu'il soit nécessaire, comme dans les commandes à circuits logiques connues, que le véhicule soit muni de dynamos tachymétriques. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de présélection est muni d'un dispositif à clé de verrouillage permettant la commande de la boite de vitesses de maniere automatique ou de manière manuelle au choix de l'utilisateur. Ainsi, dans le cas où le microprocesseur et/ou les capteurs ont une défectuosité de fonctionnement, le conducteur peut assurer lui-même le changement des rapports de la bote de vitesses par simple manoeuvre du dispositif de présélection Dans ce cas, il est très avantageux que le dispositif de présélectio possède un clavier unique pour la commande automatique et la commande manuelle de la boîte de vitesses. D'autres caractéristiques et avantages apparai- tront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, la Fig. unique est une représentation schématique d'un dispositif de commande suivant l'invention. L'invention s'applique à titre d'exemple à la commande normalement automatique d'une bote de vitesses à convertisseur de couple entraînée en rotation par le moteur à explosion d'un véhicule automobile, par exemple d'un autobus de transport en commun. Une telle boîte de vitesses peut avoir quatre rapports de marche avant, un point mort et un rapport de marche arrière. Elle comporte par exemple huit électro-vannes de commande de vérins hydrauliques servant à manoeuvrer les freins et les embrayages de la boîte de vitesses. Le dispositif de commande, représenté à la Fig. unique comprend essentiellement un dispositif microprocesseur 1 relié à une mémoire morte 2 dans laquelle est inscrit le programme des instructions de fonctionnement du microprocesseur 1. L'ensemble microprocesseur l-mémoire 2 est du type SCMP de la Société NATIONAL SEMICONDUCTOR. Le microprocesseur peut être muni de dispositifs d'interface dont le nombre peut atteindre huit. Dans cet exemple, le microprocesseur 1 est muni de deux dispositifs d'interface d'entrée 3 et 4 et de trois dispositifs d'interface de sortie 5 à 7. Le dispositif 3 comporte quatre entrées multi a b plexées dont deux entrées en fréquence 3a, 3b, une entrée logique 3c et une entrée analogique 3d Les entrées 3a et 3b sont reliées à des capteurs (non représentés) de la vitesse des arbres d'entrée et de sortie de la bote de vitesses (non représentée), tandis que l'entrée analogique 3d est reliée à un capteur potentiométrique (non repyésenté) de la position de la pedale d'accélérateur du véhicule. L'entrée logique 3c peut en plus être reliée à un indicateur d'ouverture-fermeture des portes du véhicule. Le dispositif 4, qui est facultatif, comporte également quatre entrées multiplexées 4a à 4d qui peuvent être des entrées en fréquence, des entrées logiques ou des entrées analogiques. Ces entrées peuvent etre reliées à des indicateurs (non représentés) de divers paramètres de fonctionnement du véhicule, par exemple la température d'huile, la pression régnant dans les organes de commande ae la boîte de vitesses, le niveau d'huile dans cette boite, et/ou à des dispositifs de contrôle, par exemple du bon passage des rapports. Le dispositif d'interface de sortie 5 comporte huit sorties logiques reliées respectivement aux électro-vannes 8 de commande de la boîte de vitesses par l'intermédiaire d'un dispositif de commutation 9. Le dispositif d'interface de sortie 6, qui est facultatlf, comporte deuxsortiesreliées à des cadrans 1Q, il d' affichage numérique de la vitesse de l'arbre du moteur et de la vitesse linéaire du véhicule. Le dispositif d'interface de sortie 7, également facultatif, comporte une sortie analogique pour commander la modulation de la mise sous pression des vérins de commande de la boite de vitesses afin d'éviter les àcoups. Le dispositif de commande est complété par un dispositif de présélection 12 muni d'une clé de verrouillage 13 à deux positions "AUTO" et "MANUEL". Le dispositif 12, la clé 13 et les cadrans 10 et 11 sont groupés sur le tableau de bord du véhicule. Le dispositif de pré sélection 12 comporte: nôtamment un clavier de commande 14 à cinq touches pour la présélection-du moae de fonctionnement de la boîte de vi tesses .Le clavier 14 est relié soit au microprocesseur 1 soit airectement au dispositif de commutation 9 par l'intermédiaire de la clé 13, suivant la position de celle-ci. En fonctionnement automatique, la clé de verrouillage 13 étant mise en position "AUTO", le clavier 14 est relié au microprocesseur 1 tandis que le dispositif de commutation 9 met én relation le microprocesseur 1 avec les organesde commande 8 de la boîte. Lors du fonctionnement automatique, le conducteur sélectionne sur le clavier 14 le mode de fonctionnement de la boîte de vitesses,c'est à-dire, par exemple, automatisme sur les quatre vitesses de la boîte ou automatisme limité aux trois premières vitesses, et le microprocesseur l,en fonction des diverses informations qui lui sont fournies par l'intermédiaire des dispositifs 3 et 4 et du programme de la mémoire morte 2, commande les organes 8 de commande de la boîte de vitesses pour assurer l'établissement des rapports corrects de cette boîte de vitesses.En même temps, le microprocesseur 1, connaissant les vitesses de rotation des arbres d'entrée et de sortie de la boîte de vitesses, peut calculer la vitesse linéaire du véhicule et afficher ainsi sur les cadrans 10 et 11 la vitesse de rotation d'entrée de la boîte de vitessesr donc du moteur, en tours/minute par exemple, et la vitesse linéaire du véhicule, en km/h par exemple. Le microprocesseur 1 commande également la modulation dans le temps de la montée en pression dans les vérins de la boîte de vitesses. On comprend qu'il est très simple de modifier d'une part les informations fournies au microprocesseur 1, d'autre part les ordres donnés par ce dernier, ce en modifiant le programme inscrit dans la mémoire morte 2 et, éventuellement, le nombre et la nature des interfaces d'entrée et de sortie. On peut par exemple assurer le passage des rapports au voisinage du synchronisme, la retombée au point mort lors de l'ouverture des portes (en utilisant l'entrée logique 3C), la coupure de l'injection ou la commande d'un embrayage situé entre le moteur et la boite de vitesses au moment du passage des rapports,et/ou gérer diverses sécurités avec ou sans affichage au tableau de bord.On peut aussi afficher d'autres paramètres, par exemple la distance cumulée parcourue par le véhicule, et éventuellement des informations qui en découlent, par exemple une alerte pour les vidanges et les reglages périodiques a effectuer, ou encore le rapport de fonctionnement de la boîte de vitesses. Le dispositif de commande peut ainsi s'adapter facilement à de très nombreuses applications particulières et n'importe quel type de boîte de vitesses automatique ou semi-automatique, celle-ci pouvant comporter, avec le microprocesseur indiqué, jusqu'à huit électro-vannes de commande. L'invention permet donc d'obtenir une commande de la boîte de vitesses qui peut être affinée à volonté jusqu'à une quasi-perfection. Le microprocesseur 1 permet d'obtenir une grande stabilité des réglages malgré les vibrations, puisque c'est le programme qui assure la commande. Au contraire, dans les dispositifs de commande à circuits logiques de la technique antérieure, ce sont des potentiometres réglables qui déterminent les seuils de passage des vitesses; ces potentiomètres sont sensibles aux vibrations et également à la température. De plus, les réglages sont inviolables puisqu'en mémoire morte. Si le conducteur désire manoeuvrer lui-même la boite de vitesses, par exemple en cas de défaillance de la commande automatique, il modifie le positionnement de clé de verrouillage 13 pour l'amener dans sa position "SQSUEL1'. Le clavier 14 n'est alors plus relié au microprocesseur 1, mais directement au dispositif de commutation 9 et, de là, aux organes de commande 8 de la boîte. A cet effet, la clé 13 est reliée au dispositif 9 afin que celui-ci, lors du passagede la clé en position "MANUEL", coupe la liaison entre le microprocesseur et les organes de commande 8 et relie ces derniers au clavier de commande 14. De plus, grâce à des connexions appropriées, le même clavier 14 est utilisé pour la pré sélection en fonctionnement automatique et pour la sélection des rapports en fonctionnement manuel. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif de commande des changements de rapports d'une boîte de vitesses, du type comprenant des capteurs des vitesses de rotation des arbres d'entrée et de sortie de la boîte de vitesses, un capteur de position de la pédale d'accélérateur de commande du moteur, des moyens d'actionnement des organes de commande des divers rapports de la boîte de vitesses en fonction des indications des capteurs, et un dispositif de présélection du mode de fonctionnement de cette boîte, caractérise en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent un dispositif microprocesseur programmé (1) relié d'une part aux organes de commande (8) de la boîte de vitesses et d'autre part aux capteurs et au dispositif de pré sélection (12). 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le microprocesseur (1) est relié à des dispositifs (10-11) d'affichage de la vitesse de rotation du moteur et/ou de la vitesse du véhicule. 3.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le dispositif de présélection (12) est muni d'un dispositif à clé de verrouillage (13) permettant la commande de la boîte de vitesses de manière automatique ou de manière manuelle au choix de l'utilisateur. 4.- Dispositif suivant la revendication 3, ca ractérisé en ce que le dispositif de présélection (12) possede un clavier unique (14) pour la commande automatique et la commande manuelle de la boite de vitesses. 5.- Dispositif suivant lune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le microprocesseur est combiné à une remoire morte programmable (2). 6.- Dispositif suivant la'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérise en ce que le microprocesseur (1) est muni de dispositifs d'interface d'entrée (3,4) destines à lui fournir des informations concernant divers paramètres de fonctionnement du véhicule. 7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le microprocesseur (1) est muni de dispositifs d'interface de sortie (7) permettant d'affiner la commande automatique de la boîte de vitesses en fonction des paramètres d'entrée. 8.- Dispositif de commande des changements de rapport d'une boîte de vitesses, du type comprenant des capteurs des vitesses de rotation des arbres d'entrée et de sortie de la bote de vitesses, un capteur de position de la pédale d'accélérateur de commande du moteur, des moyens d'actionnement des organes de commande des divers rapports de la boîte de vitesses en fonction des indications des capteurs, et un dispositif de présélection du mode de fonctionnement de cette boîte, caractérisé en ce que le dispositif de présélection (12) est muni d'un dispositif à clé de verrouillage (13) permettant la commande de la boîte de vitesses de manière automatique ou de ma nière manuelle au choix de 11 utilisateur. 9.- Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de présélection (12) possède un clavier unique (14) pour la commande automatique et la commande manuelle de la boîte de vitesses.