Brevet FR2699978A1 — publié le 19940701

La présente invention concerne un dispositif de commande pour boîte de vitesses automatique, notamment de véhicule automobile. On connaît déjà dans l'état de la technique, un certain nombre de dispositifs de commande de ce type, qui comportent des moyens de sélection du mode principal de fonctionnement de la boîte de vitesses, à savoir parcage P, marche arrière R, neutre N et marche avant D et des moyens de sélection des rapports autorisés en marche avant, actionnables par un utilisateur et reliés à une unité centrale de traitement d'informations et de commande du fonctionnement de la boite, selon au moins une loi ou un programme de passage de rapport de référence. De plus, cette unité centrale de traitement d'informations est également reliée à des moyens d'affichage de la position sélectionnée de la boîte, c'est à dire du mode principal de fonctionnement et/ou des rapports autorisés, disposés par exemple sur le tableau de bord du véhicule. Ces dispositifs et plus particulièrement l'unité centrale de traitement d'informations pilotent la boite de vitesses en fonction d'une ou de plusieurs lois de passage de rapports pré-établies lors de la construction du véhicule, pour adapter les changements de rapport de cette boîte, par exemple en vue d'une conduite économique ou sportive du véhicule. Cependant, ces lois étant établies une fois pour toute, on conçoit qu'elles peuvent dans certains cas, ne pas convenir à une conduite particulière des véhicules par certains utilisateurs. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes, en proposant un dispositif de commande qui soit simple et fiable, et qui puisse être adapté très facilement à tous les types de conduite d'un véhicule équipé d'une boîte de vitesses automatique. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande pour boîte de vitesses automatique notamment de véhicule automobile, du type comportant des moyens de sélection du mode principal de fonctionnement de la boîte de vitesses à savoir parcage P, marche arrière R, neutre N et marche avant D et des rapports autorisés de la boîte de vitesses, actionnables par un utilisateur et reliés à une unité centrale de traitement d'informations et de commande du fonctionnement de la boîte, selon au moins une loi de passage de rapport de référence, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'enclenchement d'un état de programmation de l'unité centrale de traitement d'informations, dans lequel le fonctionnement de la boîte de vitesses est piloté par l'utilisateur, par des moyens de sélection des rapports de la boîte et l'unité centrale mémorise des paramètres de fonctionnement de la boîte et du véhicule afin d'établir une loi personnalisée de passage de rapport et des moyens d'enclenchement d'un état de pilotage automatique de la boîte par l'unité centrale de traitement d'informations, selon la loi personnalisée de passage de rapport. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l représente une schéma synoptique illustrant la structure d'un dispositif de commande pour boîte de vitesses automatique, selon l'invention; la - la Fig.2 représente un schéma synoptique illustrant la structure d'une unité centrale de traitement d'informations entrant dans la constitution d'un dispositif de commande selon l'invention; - la Fig.3 représente un mode de réalisation de moyens d'avertissement d'un changement de rapport imminent entrant dans la constitution d'un dispositif selon l'invention; et - la Fig.4 représente un organigramme illustrant le fonctionnement d'un dispositif de commande selon l'invention. Ainsi qu'on peut le voir sur les Fig.l et 2, un dispositif de commande pour boîte de vitesses automatique notamment de véhicule automobile, selon l'invention, comporte de manière classique, des moyens de sélection du mode principal de fonctionnement de la boîte de vitesses, à savoir parcage P, marche arrière R, neutre N et marche avant D et des moyens de sélection des rapports autorisés de la boîte en marche avant, actionnables par un utilisateur. Ces différents moyens sont par exemple constitués par un levier de sélection, désigné par la référence générale 1 sur cette figure. Ces moyens de sélection sont reliés à une unité centrale de traitement d'informations désignée par la référence générale 2, formée par un calculateur de boîte de vitesses comprenant un microprocesseur 3 (Fig.2). Cette unité centrale de traitement d'informations comporte également une mémoire vive 4, une mémoire morte effaçable 5, des convertisseurs analogiques-numériques 6, des tampons 7 et un connecteur 8 de liaison vers le reste des circuits du dispositif. L'unité centrale de traitement d'informations 2 est également reliée à différents capteurs et actionneurs désignés par la référence générale 9 sur la Fig.l. Ces différents capteurs comprennent par exemple des capteurs d'angle d'ouverture du papillon des gaz, de vitesse du véhicule, de régime moteur, d'accélération transversale, de pression de freinage et de position d'actionneurs par exemple d'électrovannes de commande du rapport de la boîte de vitesses. Cette unité centrale est également reliée par exemple au volant du véhicule désigné par la référence générale 10, et plus particulièrement par exemple à des boutons-poussoirs 11 et 12 disposés sur celui-ci, actionnables par l'utilisateur et dont la fonction sera décrite plus en détail par la suite. L'unité centrale de traitement d'informations 2 est également reliée à différents moyens d'affichage d'informations désignés par la référence générale 13 sur cette figure. Ces moyens d'affichage d'informations sont disposés par exemple sur le tableau de bord du véhicule et comprennent par exemple un afficheur numérique indiquant le rapport engagé de la boîte de vitesses, désigné par la référence 14 sur cette figure, un afficheur alphanumérique 15 sur lequel sont affichées des informations concernant l'état ou mode, le style et le programme de conduite sélectionnés, qui seront décrits plus en détail par la suite, et un avertisseur visuel de changement de rapport imminent, désigné par la référence 16 et qui sera également décrit plus en détail par la suite. Enfin, l'unité centrale de traitement d'informations 2 est également reliée à une boîte de vitesses automatique comportant un bloc hydraulique équipé par exemple d'électrovannes et commandé de façon électronique, cette boîte étant désignée par la référence générale 17 sur cette figure 1. Ce dispositif et plus particulièrement l'unité centrale de traitement d'informations fonctionnent de manière courante pour commander le fonctionnement de la boîte de vitesses selon au moins une loi de passage de rapport de référence. Ce fonctionnement étant classique, on ne le décrira pas en détail par la suite. Selon l'invention, le dispositif de commande comporte également des moyens, constitués par exemple par un bouton-poussoir à deux positions stables, désignés par la référence 18 sur cette figure, implantés par exemple à proximité du levier 1 et permettant à un utilisateur d'enclencher l'un ou l'autre des états de pilotage automatique ou de pilotage manuel avec apprentissage supervisé, de la boîte de vitesses. En effet, ce bouton-poussoir 18 permet d'enclencher, dans l'une de ses positions, un état de programmation de l'unité centrale de traitement d'informations, dans lequel le fonctionnement de la boîte de vitesses est piloté manuellement par l'utilisateur par des moyens de sélection des rapports de la boîte, constitués par exemple par les boutons-poussoirs 11 et 12 implantés sur le volant. Dans ce mode de fonctionnement, la boîte de vitesses fonctionne de façon équivalente à une boîte manuelle dont les rapports sont pilotés de façon électronique sous le contrôle de l'utilisateur, par l'intermédiaire des boutons-poussoirs 11 et 12 d'incrémentation et de décrémentation des rapports en fonction de la conduite du véhicule adoptée par l'utilisateur. Dans cet état de programmation, l'unité centrale 2 mémorise alors différents paramètres de fonctionnement de la boîte de vitesses et du véhicule délivrés par les différents capteurs mentionnés précédemment afin d'établir une loi personnalisée de passage des rapports de la boîte. Une fois cette opération de programmation terminée, l'utilisateur peut enclencher, toujours grâce au bouton-poussoir 18, en le faisant passer dans son autre position stable, un état de pilotage automatique de la boîte par cette unité centrale de traitement dtinforma- tions, selon la loi personnalisée de passage de rapport établie dans l'autre état de l'unité. Ainsi qu'on l'a indiqué précédemment, les lois de référence établies lors de la construction du véhicule, peuvent ne pas être adaptées au mode particulier de conduite d'un véhicule par un utilisateur donné. Grâce aux moyens spécifiques du dispositif selon l'invention, l'utilisateur peut alors entrer dans l'unité centrale de traitement d'informations sa propre loi de passage de rapport lors d'une phase de programmation et la rappeler par la suite pour que le contrôle du fonctionnement de la boîte de vitesses se fasse automatiquement selon cette loi personnalisée. On conçoit alors que lorsque le conducteur met le contact du véhicule, et positionne le levier 1 en face du repère D, c'est à dire en marche avant, l'afficheur 15 indique les dernières informations concernant le mode ou état, le style et le programme ou loi de conduite utilisés précédemment. A l'initialisation du dispositif, c'est à dire par exemple en sortie d'usine du véhicule, cet afficheur 15 indique par exemple ce qui correspond à une configuration initiale suivante - Mode automatique, "AUTO" - Style de conduite économique, "ECO" - Programme de référence, "REF" Ainsi, sans aucune action sur les organes de sélection, le conducteur dispose d'un fonctionnement automatique de la boîte de vitesses, selon un style de conduite automatique avec un programme de passage de rapport de référence pré-établi à la construction du véhicule. Ce style de conduite dit économique lui assure un grand confort de conduite et une consommation minimale en carburant. Le programme dit de référence permet une adaptation des changements de rapport de la boîte de vitesses à une grande partie des conducteurs. Les rapports de boîte sélectionnés par l'unité centrale de traitement d'informations sont affichés en permanence sur les moyens d'affichage 14. A tout moment, le conducteur a la possibilité de sélectionner un autre mode, un autre style ou un autre programme de conduite par une simple action respectivement sur les boutons-poussoirs 18, 11 ou 12. Ainsi par exemple, lorsque le conducteur souhaite passer en programme de changements de rapport dit sport, le véhicule étant en mode automatique, style économique et programme de référence, une action sur le bouton-poussoir 12 provoque le passage de la boîte de vitesses et plus particulièrement de l'unité centrale de traitement d'informations au style sport, par sélection d'une loi de passage de rapport correspondante pré-établie. L'afficheur 15 présente alors les informations suivantes "AUTO.SPORT.REF". Les changements de rapport de la boîte sont alors contrôlés automatiquement de manière à fournir la puissance maximale du moteur selon la loi correspondante. Une nouvelle action par le conducteur sur le bouton-poussoir 12 provoque le retour de l'unité centrale à un programme correspondant au style de conduite dit économique. L'avertisseur visuel 16 de changement de rapport imminent représenté schématiquement sur la Fig.1, est représenté plus en détail sur la Fig.3. Cet avertisseur permet d'indiquer à l'utilisateur un changement de rapport imminent. En fait, cet avertisseur est un afficheur du type à jauge avec un indicateur désigné par la référence 19 sur cette figure, déplaçable entre deux repères extrêmes 20 et 21 correspondant à une incrémentation et à une décrémentation automatiques de rapport de la boîte. En mode de fonctionnement automatique de la boîte, la position de la jauge se situe toujours entre les deux repères extrêmes. Cette position dépend principalement de la vitesse du véhicule, de la position de l'accélérateur et du rapport engagé. Une montée ou une descente automatique de rapport s'effectue lorsque la position de cette jauge atteint respectivement le repère de droite ou le repère de gauche par exemple. On conçoit alors que cet indicateur permet au conducteur du véhicule d'anticiper les changements automatiques de rapport de la boîte du véhicule, par contrôle de la position et de la vitesse de déplacement de l'indicateur. Le passage du dispositif en phase de fonctionnement personnalisé se fait par action du conducteur du véhicule sur le bouton-poussoir 11, la boîte de vitesses étant en position mode automatique, style économique ou sport et programme de référence par défaut. L'afficheur 15 indique alors soit : "AUTO.ECO. PERSO" soit "AUTO.SPORT.PERSO.". Dans ce mode, après un apprentissage en mode manuel qui sera décrit plus en détail par la suite, l'unité centrale de traitement d'informations et de commande de la boîte de vitesses, pilote automatiquement celle-ci, selon la loi personnalisée de passage de rapport, établie manuellement au préalable, par le conducteur du véhicule. On conçoit alors que dans les mêmes conditions de conduite, les changements de rapport mémorisés en mode manuel, sont reproduits en mode automatique, sous le contrôle de l'unité centrale. Partant des styles prédéfinis, économique et sport, il est en effet possible d'établir un ou plusieurs programmes de changements de rapport personnalisés pour satisfaire les souhaits de chaque conducteur, ces styles de conduite sport et économique pouvant être adaptés aux conditions particulières de conduite du véhicule par chaque conducteur. Une nouvelle action sur ce bouton-poussoir 11 ramène le dispositif de commande et plus particulièrement l'unité centrale, au programme de référence. L'enclenchement de la phase d'apprentissage, c'est à dire de l'état de programmation de l'unité centrale de traitement d'informations se fait par action du conducteur sur le bouton-poussoir bistable 18, le dispositif étant en mode automatique, style économique ou sport, et programme par défaut ou personnalisé. L'afficheur 15 indique alors soit "MEM. ECO. REF", "MEM.SPORT.REF", "MEM.ECO.PERSO" ou "MEM.SPORT.PER- SO", suivant le style et le programme de conduite précédemment sélectionnés. L'état de programmation de l'unité centrale étant enclenché, le fonctionnement de la boîte de vitesses est piloté par l'utilisateur par les moyens de sélection de rapports, c'est à dire par exemple par les boutonspoussoirs 11 et 12 implantés sur le volant du véhicule et permettant à l'utilisateur d'incrémenter ou de décrémenter les rapports de la boîte de vitesses en fonction de la conduite adoptée. L'unité centrale mémorise alors différents paramètres de fonctionnement de la boîte et du véhicule lors des changements de rapport de boîte de vitesses par le conducteur, pour établir une loi personnalisée de passage de rapport. Dans ce mode de fonctionnement, l'unité centrale peut être programmée pour effectuer un changement de rapport automatiquement dans le cas où la sécurité du moteur et de la boîte de vitesses l'exige, ce qui se produit principalement dans des situations de régime de moteur trop élevé. Cette phase de programmation de l'unité centrale de traitement d'informations et donc d'apprentissage d'un fonctionnement personnalisé de la boîte de vitesses automatique, par l'unité centrale, peuvent être réalisés à partir du fonctionnement en style économique ou sport de référence ou à partir des caractéristiques d'un programme personnalisé préalablement mémorisé. Dans ce dernier cas, le conducteur peut en effet poursuivre la programmation du dispositif après un passage en mode automatique notamment pour tester et affiner les enregistrements de changements de rapport à son goût. Le retour du dispositif en fonctionnement automatique se fait par action du conducteur sur le bouton-poussoir 18, ce conducteur pouvant alors à nouveau sélectionner les différents styles et programmes par action sur les boutons-poussoirs 11 et 12. On conçoit alors que ces boutons-poussoirs présentent deux fonctions l'une de sélection des styles et programmes de conduite en mode de fonctionnement automatique du dispositif et l'autre d'incrémentation et de décrémentation des rapports de la boîte, par l'utilisateur, en mode d'apprentissage supervisé du dispositif. Un algorithme illustrant un exemple de fonctionnement de ce dispositif est représenté sur la Fig.4, où l'on voit que la première phase de fonctionnement de ce dispositif consiste en une initialisation 22 du dispositif lors de laquelle les lois de passage de rapport économique et sport, sont transférées en mémoire vive de l'unité centrale de traitement d'informations. Un pointeur de table de loi de passage du microprocesseur de celle-ci, se positionne alors à l'adresse enregistrée lors d'une précédente utilisation du véhicule. Ainsi, le véhicule retrouve le mode, le programme et le style utilisés précédemment. Cette étape d'initialisation est suivie d'une étape de test 23 qui permet de vérifier les valeurs des différents signaux numériques et analogiques du dispositif pour diagnostiquer une éventuelle panne de capteur ou un fonctionnement défectueux du dispositif. Si les tests d'initialisation sont corrects, le dispositif passe ensuite à une phase 24 d'acquisition de paramètres d'entrée à partir des capteurs décrits précédemment, c'est à dire des capteurs par exemple d'angle d'ouverture de papillon des gaz, de vitesse de véhicule, de régime moteur, d'accélération transversale et de pression de freinage et de position des actionneurs. En fonction de l'état d'actionnement du boutonpoussoir 18, qui est déterminé à l'étape 25, ce programme se poursuit ensuite selon l'une ou l'autre des branches AUTO (automatique) ou MEM (mémorisation). La branche MEM débute par une étape 26 lors de laquelle a lieu un calcul de changement de rapport pour situer le point de fonctionnement par rapport aux lois de passage pré-établies. Si une action sur le bouton-poussoir 11 est détectée en 27, alors la table de la loi de passage supérieure au point de fonctionnement est modifiée de façon proportionnelle à sa distance vis-à-vis du même point de fonctionnement. Les nouveaux paramètres de fonctionnement du véhicule et de la boîte sont enregistrés et le rapport de boîte est incrémenté, en 28. Lorsqu'une action sur le bouton-poussoir 12 est détectée en 29, le même calcul que précédemment est effectué avec la table de la loi de passage inférieure et le rapport est décrément6, en 30. La branche AUTO à partir de l'étape 25 débute par un calcul de changement de rapport et des distances du point de fonctionnement par rapport aux deux lois de passage l'encadrant, en 31. Après normalisation, ces valeurs sont celles envoyées à l'afficheur 16 décrit précédemment. Suivant le rapport de boîte déjà sélectionné, il est procédé ou non à un changement de rapport comme cela est illustré par les étapes 32,33 et 34 au cours desquelles la variable correspondante est incrémentée, décrémentée ou reste inchangée, ces différentes étapes étant désignées de façon générale par la référence 35. Après ces différentes opérations, si une action sur le bouton poussoir 11 est détectée en 36, on détermine un changement de programme en 37 et si on détecte une action sur le bouton-poussoir 12 en 38, on détermine en 39 un changement de style de conduite. Dans ces deux cas, il est nécessaire de sauvegarder les anciennes lois de passage de rapport et de charger en mémoire les nouvelles lois. L'afficheur 16 est alors remis à jour en 40. Après avoir réalisé l'un ou l'autre de ces calculs, l'unité centrale de commande pilote en 41 les électrovannes de contrôle du fonctionnement de la boîte de vitesses pour effectuer les changements de rapport correspondants de celle-ci. En 42, les afficheurs 14 et 15 sont mis à jour avant que l'unité centrale reparte pour un nouveau cycle de fonctionnement général décrit précédemment. On conçoit alors que le dispositif de commande selon l'invention permet de réaliser l'association d'un mode manuel et d'un mode automatique de fonctionnement de la boîte pour l'enregistrement d'une part et la restitution d'autre part d'un type de conduite personnalisé. L'utilisation de ces deux modes fournit au conducteur les avantages à la fois d'une boîte de vitesses manuelle et d'une boîte de vitesses automatique sans difficulté de commande. L'avertisseur visuel 16 de changement de rapport imminent permet une anticipation des changements automatiques de vitesses de la boîte. Cet avertisseur s'adapte parfaitement aux différents styles ou programmes de fonctionnement de la boîte. La stratégie de pilotage de la boîte de vitesses peut être très différente selon les types de conduite et il est donc important d'informer visuellement le conducteur de l'intention de l'unité centrale de traitement d'informations, celui-ci pouvant alors être prévenu d'un changement de rapport imminent pour anticiper ce changement en accélérant ou en freinant afin de l'éviter. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande pour boîte de vitesses automatique notamment de véhicule automobile, du type comportant des moyens (1) de sélection du mode principal de fonctionnement de la boîte de vitesses à savoir parcage P, marche arrière R, neutre N et marche avant D et des rapports autorisés de la bote de vitesses, actionnables par un utilisateur et reliés à une unité centrale (2) de traitement d'informations et de commande du fonctionnement de la boîte (17), selon au moins une loi de passage de rapport de référence (économique, sport), caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (18) d'enclenchement d'un état de programmation de l'unité centrale de traitement d'informations (2), dans lequel le fonctionnement de la boîte de vitesses est piloté par l'utilisateur, par des moyens (11,12) de sélection des rapports de la boîte et l'unité centrale (2) mémorise des paramètres de fonctionnement de la boîte et du véhicule afin d'établir une loi personnalisée de passage de rapport et des moyens (18,11,12) d'enclenchement d'un état de pilotage automatique de la boîte par l'unité de traitement d'informations, selon la loi personnalisée de passage de rapport. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (16) d'avertissement d'un changement de rapport imminent de la boite. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'avertissement comprennent une jauge munie d'un indicateur (19) déplaçable entre deux repères extrêmes (20,21) correspondant à une incrémentation et à une décrémentation des rapports de la boîte de vitesses. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'enclenchement de l'état de programmation comprennent un bouton-poussoir (18) à deux positions stables, actionnable par l'utilisateur. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de sélection des rapports comprennent des boutons-poussoirs (11,12) d'incrémentation et de décrémentation des rapports de la boîte.