Brevet FR2461169A1 — publié le 19810130

La présente invention concerne un procédé pour commander une boite de vitesses automatique de véhicules automobiles avec commande électroniqueet notamment une boite de vitesses hydromécanique avec circuit de pronostic pour la mise en oeuvre de ce procédé. Tous les systèmes de commande connus de ce genre fonctionnent de manière à déterminer la vitesse de marche d'un véhicule et sa charge, en général sous forme de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie de la boite de vitesses et la position d'un élément de commande de l'alimen- tation en carburant. Lorsque sont atteintes les valeurs de paramètres prédéterminés, un ordre est alors envoyé pour effectuer mécaniquement le changement de vitesse. Un inconvénient de ce système consite en ce que, dans le cas d'une augmentation de la résistance à l'avance- ment, il se produit une commutation cyclique des étages voi- sins correspondantsde la boite de vitesses. Ceci tient au fait que, dans le cas d'un fonctionnement sur un étage inférieur de la boite, le véhicule est accéléré jusqu'à une valeur qui correspond à l'enclenchement d'un étage supérieur de la boite. Or, pour un étage supérieur de la boite de vitesses, le véhicule ne dispose que d'une plus petite force (effort) de traction qui peut conduire, pour des résistances à l'avance- ment déterminées, à un ralentissement du véhicule et donc à une réitération de la commutation de la boite sur-un étage inférieur, jusqu'à ce qu'il se produise une modification des résistances à l'avancement, généralement à la fin d'une montée ou bien jusqu'à un actionnement manuel par le conducteur, c'est- à-dire à un enclenchement provoqué de l'étage inférieur de la boite de vitesses La fréquence de cette commutation cyclique est d'autant plus élévée que l'hystérésis entre des passages obligatoires à un étage supérieur et à un étage inférieur est Jlus faible, une augmentation de l'hystérésis rendant cepen- dant plus difficile le choix optimal de l'instant de commuta- tion. L'invention a pour but de remédier à ces inconvé- nients au moyen d'un procédé de commande d'une boite de vitesses automatique à système de commande électronique. L'invention est caractérisée en ce que l'on déter- mine l'accélération instantanée du véhicule pour un étage donné de la boite de vitesses et une information concernant la force de traction instantanée engendrée par le,-oteur d'entraînement du véhicule que l'on dégage des constantes prédéterminées qui correspondent aux conditions de marche existantes et qui contiennent des données au moins sur la masse du véhicule et le rapport de transmission de l'étage considéré de la boite de vitesses, que l'on traite les valeurs précitées et qu'on le5compare dans un circuit d'ex- ploitation en référence à l'accélération supposée après enclenchement de l'étage supérieur de vitesse pour déterminer si l'accélération supposée ainsi obtenue est supérieure ou nulle, et que lorsque cette condition est satis- faite, le système d'ordre (commande) permet au système de commande principal de la boite de passer à un étage supérieur de la boite de vitesses. Une commutation ou passage à un étage supérieur de la boite peut être empêchée jusqu'à ce que la vitesse de rotation du moteur atteigne une valeur maximale admissible fixée. Les inconvénients des systèmes électroniques de commande connus de boites de vitesses automatiques sont évités par le circuit de pronostic selon l'invention. Ce système est caractérisé en ce que le système de commande principal est complété par un circuit de mesure de l'accélération instan- tanée, qui est relié à l'entrée d'un comparateur dont la seconde entrée est reliée à la sortie d'un multiplicateur, dont la première entrée est reliée à la sortie d'un circuit de mesure de la force de traction et dont la seconde entrée est connectée à la sortie d'une mémoire de constantes, la sortie du comparateur étant reliée à la première entrée d'un circuit servant à empêcher la commutation à un étage supérieur de la boite, tandis que sa seconde entrée est reliée à un circuit d'indication de la vitesse maximale de rotation du moteur, la sortie dudit circuit étant reliée par l'intermé- diaire de la sortie de l'ensemble du système de pronostic au système de commande principal de la boite de vitesses. Le circuit de pronostic selon l'invention peut être réalisé de manière telle que le système de commande principal de la boite de vitesses automatique soit constitué par in micro-ordinateur opérant suivant un programme de travail et suivant un programme du système de pronostic, ce micro-ordinateur recevant à une première entrée le signal de sortie du circuit de captage de la vitesse instantanée de marche, tandis que sa seconde entrée est reliée à la sortie d'un circuit de captage de la force de traction, les sorties du micro-ordinateur étant reliées à des commutateurs ou contacteurs de puissance d'électro-aimants de commande. Une caractéristique fondamentale du système de commande selon l'invention est qu'il comporte un système de pronostic qui exploite essentiellement,peu avant l'impul- sion de commande de commutation de la boite de vitesses à un étage supérieur, l'accélération du véhicule en marche sur un étage inférieur de la boite et., à partir de conditions connues concernant les étages de la boite de vitesses, l'ac- célération prévue après commutation sur l'étage supérieur de la boite de vitesses, par exemple conformément à l'équation: an+l =an *n dans laquelle n + 1 désigne l'accélération prévue pour le véhicule après passage du n ième étage sur le (n + 1) ème étage, an désigne l'accélération instantanée (avant passage sur l'étage (n + 1), fn désigne la force de traction du véhicule avant le passage sur le (n + l)ème étage qui correspond à l'accélération an, kn est une constante, quiest fonction de la masse du véhicule, des masses d'inertie réduites, du rapport de transmission correspondant, etc. Lorsque l'accélération prévue satisfait à la relation an + 1 à 0, le circuit de pronostic permet une commutation du n ième étage au (n + l)ème étagea Dans le cas o an + 1 c 0, le circuit de pronostic retarde la commu- tation jusqu'à ce que la condition an + l X soit satisfaite, ou bien jusqu'à ce que le moteur atteigne sa vitesse maxi- male. D'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention seront mis en évidence, dans la description ci-après donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux des- sins annexés dans lesquels: Fig. 1 représente un schéma synoptique du système selon l'invention dans une réalisation analogique; Fig. 2 représente une/isposition du système selon l'invention avec utilisation d'un micro-ordinateur, dont le programme remplit la fonction du système de commande et du système de pronostic. Comme on le voit à la fig. 1, le circuit de pro- nostic selon l'invention se compose d'un circuit 1 pour la mesure de l'accélération instantanée du véhicule, qui est relié au côté d'entrée ou au côté de sortie de la boite de vitesses et qui est connecté à une entrée d'un comparateur 5 dont la seconde entrée est reliée à la sortie d'un multipli- cateur 4, qui reçoit à ses entrées les signaux de sortie d'un circuit 2 de mesure de la force de traction du véhicule et des constantes kn provenant de la mémoire 3, lesdites cons- tantes kn tenant compte de la masse du-véhicule, des masses d'inertie et du rapport de transmission correspondant. La sortie du comparateur 5, qui fournit une comparaison entre les indications (informations) des sorties des circuits 1 et 4, est reliée à une entrée du circuit 6, qui empêche un pas- sage sur le (n + l)ème étage de la boite tant que an /kn f.n Une autre entrée du circuit 6 est reliée à la sortie du circuit 7, qui indique la vitesse maximale du moteur, pour laquelle le circuit 6 arrête de fonctionner. La sortie 8 du circuit 6 est simultanément la sortie 8 de l'ensemble du système de pronostic et l'entrée pour i'accèsendes points appro- priés du système de commande principal 9 de la boite de vites- ses, auquel est simultanément reliée l'entrée du circuit 10 e1ui-cia indiquer l'étage de boite qui a été enclenché et est couplé en retour avec la mémoire de constantes -3 et le circuit 6. Le circuit de pronostic précité fonctionne de manière que le circuit 1 de mesure de l'accélération four- nisse des informations ou indications concernant l'accélé- ration instantanée an, d'une manière classique, sur la base d'une information concernant la vitesse du véhicule, qui est déduite de la vitesse de rotation à la sortie de la boite de vitesses. La valeur de l'accélération instantanée est comparée dans le comparateur 5 avec le signal de sortie du multiplicateur 4, qui représente le produit arithmétique du signal de c. cuit 2 de mesure de la force de traction f et de la cons- n tante kn, qui représente la masse du véhicule, les masses d'inertie et le n ième étage de la boite de vitesses. Le choix de la constante kn fourni par la mémoire 3 est déterminé par le circuit 6 d'indication de l'étage enclenché. Au moment o l'information concernant l'accélération an tombe au-dessous de la valeur du produit kn. fn, le comparateur 5 fournit au circuit 6 un ordre de verrouillage de l'étage supérieur de la boite de vitesses. L'effet de verrouillage est supprimé par le circuit 7 lorsque la vitesse instantanée du moteur dépasse le maximum prédéterminé. Le circuit 6 reçoit,en Provenance du circuit l0,des informations concernant la commutation de l'étage de la boite. Le dispositif de commutation représenté en fig. 2 comporte un microordinateur 11 contenant un programme 12 du système de commande principal et un programme 13 de pro- nostic, dont les entrées des circuits correspondants reçoi- vent, en provenance du circuit 14, des données concernant la réduction de la vitesse du véhicule et, en provenance du circuit 15, des données concernant la réduction de la force de traction; les signaux de sortie du micro-ordinateur 11 sont appliqués directement à des contacteurs de puissance 16 d'électro-aimants de commande. Le système de commande principal de la boite de vitesses automatique traite, d'une manière classique, deux o indications ou informations d'entrée, à savoir, la vitesse du véhicule, par exemple la vitesse de rotation à la sortie de la boite de vitesse, et la charge du véhicule, par exemple la position d'un élément de commande de l'alimentation en carburant. La commutation des étages mécaniques de la boite est alors établie par le micro-ordinateur 11 à partir du programme de travail 12 mémorisé dans la mémoire. Le micro- ordinateur ll transforme facilement les indications sur la vitesse du véhicule fournies par le circuit 14 en une accé- lération instantanée, par exemple par réitération des valeurs dds différences de vitesses. L'information concernant la force de traction peut être obtenue par le micro-ordinateur à partir de la postion d'un élément de commande de l'alimentation en car- burant; elle peut aussi être obtenue directement à la sortie du circuit 15 servant à déterminer la force de traction du véhicule. - Le programme de pronostic 13 du micro-ordinateur qui assure le mode de fonctionnement du système de pronostic, comporte: - la conversion des vitesses du véhicule en accélération; - l'établissement des données nécessaires sur la force de traction fn' par exemple à partir de la position d'un élément de commande de l'alimentation en carburant; l'indication du n iame étage enclenché de la boite de vitesses; - le choix de la constante kn qui correspond au n ième étage de la boite de vitesses; - l'exécution de l'opération de multiplication k.f; n n -la comparaison de l'accélération instantanée a n avec la valeur k.f'É n n - la comparaison de la vitesse instantanée de rotation n du moteur avec la vitesse maximale nmax; - la génération d'un ordre de verrouillage de l'étage supé- rieur, dans le cas o les relations suivantes sont satis- faites an k n fn et n 4 nmax REVENDICATIONS 1. - Procédé de commande d'une boite de vitesses auto- matique d'un véhicule équipé d'un système de commande élec- tronique, caractérisé en ce qu'on détermine l'accélération instantanée du véhicule pour un étage donné de la boite de vitesses, ainsi qu'une information concernant la force ins- tantanée de traction du moteur d'entratnement du véhicule, en ce qu'on extrait des constantes prédéterminées qui corres- pondent aux conditions données de marche et contiennent des indications concernant au moins la masse du véhicule et le rapport de transmission de l'étage considéré de la boite de vitesses puisque l'on traite les valeurs précitées et qu'on les compare dans un circuit d'exploitation en référence à l'accélération supposée après enclenchement de l'étage supérieur de la boite et qu'on effectue une comparaison pour déterminer si l'accélération supposée ainsi obtenue est supérieure ou égale à zéro et,lorsque cette condition est satisfaite, le système d'ordre (commande) permet au système de commande principal de la boite d'enclencher un étage supé- rieur de la boite. 2. - Procédé de commande d'une boite de vitesses auto- matique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'en- clenchement d'un étage supérieur de vitesse est empêché jusqu' à ce que le moteur atteigne une vitesse maximale admissible réglée. 3. - Circuit de pronostic pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de commande principal est complété par un circuit de mesure (l)de l'accélération instantanée du véhicule, qui est relié à l'entrée d'un comparateur (5) dont la seconde entrée est connectée à la sortie d'un multiplicateur (4), dont la première entrée est reliée à la sortie d'un circuit (2) de mesure de la force de traction, tandis que sa seconde entrée est commandée par le signal de sortie d'une mémoire de constantes (3), la sortie du comparateur (5) étant reliée à la première entrée d'un circuit (6) de verrouillage de la commutation à un étage supérieur de la boite, tandis que sa seconde entrée est reliée à un circuit (7) d'indication de la vitesse maximale de moteur, la sortie dudit circuit (6) étant reliée par l'intermédiaire de la sortie (8) de l'ensemble du système de pronostic avec le système de commande principal (9) de la boite de vitesses, dont la sortie est reliée à un circuit (10) d'indication de l'étage enclenché de la boite, ledit circuit ayant'une sortie reliée, d'une part à la mémoire de constantes (3) et d'autre part au circuit (6) de verrouillage de la commutation sur un étage supérieur. 4. - Circuit de pronostic pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de commande principal de la boite de vitesses auto- matique est constitué par un micro-ordinateur (11) opérant suivant un programme de travail (12) et suivant un programme (13) du système de pronostic, et dont la première entrée reçoit le signal de sortie d'un circuit (14) de détermination de la vitesse instantanée du véhicule, tandis que sa seconde entrée reçoit le signal de sortie d'un circuit (15) de déter- mination de la force de traction, les sorties du micro-ordi- nateur (11) étant reliées à des contacteurs de puissance (16) des électro-aimants de commande.