FR2497738A1

FR2497738A1 - Procede et dispositif pour produire des signaux de changement de rapport de boite de vitesses

Info

Publication number: FR2497738A1
Application number: FR8200449A
Authority: FR
Inventors: Wolfgang Stephan; Heinz Rieker
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1981-01-15
Filing date: 1982-01-13
Publication date: 1982-07-16
Also published as: IT8247503A0; SE8200184L; GB2091358B; US4564906A; DE3101056C2; IT1147551B; DE3101056A1; FR2497738B1; GB2091358A; JPS57137755A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF POUR PRODUIRE DES SIGNAUX DE CHANGEMENT DE RAPPORT DE BOITE DE VITESSES D'UN VEHICULE AUTOMOBILE. DES SONDES DE MESURE 7, 8, 9 CAPTENT LA VITESSE DE ROTATION DU MOTEUR 1, SON COUPLE, LA VITESSE D'AVANCE DU VEHICULE, AINSI QUE D'AUTRES GRANDEURS CARACTERISTIQUES; UN CALCULATEUR 6 RECOIT LES VALEURS DE MESURE ET PRODUIT DES SIGNAUX DE COMMANDE LORSQUE LES VALEURS DE MESURE TRAITEES PRODUISENT DES GRANDEURS QUI SONT SITUEES SOIT AU-DESSUS SOIT EN DESSOUS D'UNE PLAGE PREDETERMINEE DE VALEURS, QUI EST BASEE SUR LA COURBE DE CONSOMMATION SPECIFIQUE MINIMALE DE CARBURANT DU MOTEUR ET QUI EST DETERMINEE AUTANT QU'IL EST POSSIBLE PAR DES VALEURS LIMITES (LIMITES DE COMMANDE) PLACEES SYMETRIQUEMENT, EN CE QUI CONCERNE LA CONSOMMATION, PAR RAPPORT AUX VALEURS DE LADITE COURBE ET DONT L'ESPACEMENT MUTUEL EST RESPECTIVEMENT PROPORTIONNEL A LA GRANDEUR RESPECTIVE D'UN ECHELON DE CHANGEMENT DE RAPPORT DE LA BOITE. APPLICATION AU DOMAINE AUTOMOBILE, NOTAMMENT AUX CAMIONS.

Description

I La présente invention concerne un procédé et un

dispositif pour produire des signaux de changement de rap-

port de boîte de vitesse pour un véhicule automobile en-

traîné par un moteur à combustion interne et pourvu d'une botte de vitesses à rapports échelonnés, notamment pour un-

véhicule utilitaire, dans lequel des valeurs de mesure ser-.

vant à déterminer le point de fonctionnement correspondant sont captées et sont comparées avec les valeurs d'une plage optimale, en ce qui concerne la consommation de carburant,

du diagramme caractéristique de fonctionnement du moteur.

Des procédés et dispositifs qui produisent les signaux de commande d'une boîte de vitesses sont connus sous de nombreuses formes de réalisation (par exemple demandes de brevet en Allemagne Fédérale DE-OS 2 748 227 et DE-OS 2 336 772). Certains de ces dispositifs ont pour objectif

de détecter à chaque fois le point instantané de fonctionne-

ment du dispositif d'entraînement du véhicule et de détermi-

ner si l'énergie à fournir par le dispositif d'entraînement

ne peut pas être produite avec un autre rapport de transmis-

sion, d'une manière plus favorable pour la consommation, c'est-à-dire avec moins de carburant. Des dispositifs de ce genre peuvent évidemment être également être installés dans des voitures de tourisme mais cependant leur efficacité est

plus grande lorsqu'ils sont montés dans des véhicules utili-

taires, notamment dans des camions, car les bottes de vites-

ses de ces véhicules sont pourvues de rapports plus échelon-

nés que ceux des voitures de tourisme. En conséquence, un camion peut produire la même énergie dans plusieurs rapports,

et par conséquent avec différentes consommations de carbu-

rant. Au lieu d'une commande directe de la boîte de vites-

ses, le conducteur peut être averti par des signaux de chan-

gement de rapport qui lui recommandent le rapport pour le-

quel le moteur fournira l'énergie nécessaire avec la consom-

mation minimale de carburant.

Dans des modes de réalisation connus, on utilise comme critères pour les signaux de changement de rapport le

dépassement par excès et le dépassement par défaut Je vites-

ses limites de rotation du moteur, qui résultent des éche-

lons de transmission entre les différents rapports et pai peuvent être décalés en fonction de la charge du moteur. On sait également éviter, par exemple lors de la montée de côtes, des alternances de changement de rapport lorsqu'on

tient compte additionnellement de l'accélération du véhicu-

le pour la détermination des points de changement de rapport

(demande de brevet en Allemagne Fédérale DE-AS 23 38 122).

Dans un autre mode de réalisation (demande de brevet en Allemagne Fédérale DT-OS 27 48 227), on utilise pour la détermination des points de changement de rapport

le diagramme caractéristique de fonctionnement du moteur a-

vec les courbes de consommation de carburant. Cependant, du fait qu'on ne peut tenir compte que d'une manière très

simplifiée, avec ce mode opératoire, de la relation exis-

tant entre la puissance du moteur, la vitesse de rotation

et la consommation de carburant, on ne peut obtenir une é-

conomie de carburant que dans la plage correspondant aux basses vitesses et aux faibles puissances. La plage des

hautes vitesses et des grandes puissances, qui est par-

ticulièrement intéressante à cet égard, ne peut pas être prise en considération. En outre, avec ce mode opératoire,

des échelons différents entre les divers rapports de la bol-

te de vitesses sont représentés à titre de valeur de rem-

placement par une valeur moyenne constante, ce qui compro-

met la possibilité d'utilisation du système avec des boi-

tes de vitesses d'échelonnement non géométrique.

L'invention a pour but de fournir un procédé et un dispositif pour produire des signaux de changement de

rapport de boite de vitesse de manière qu'il soit possi-

ble de déterminer, plus précisément qu'avec les réalisa-

tions connues; les signaux de changement de rapport en vue

d'une diminution supplémentaire de la consommation de car-

burant dans un véhicule équipé d'un tel dispositif.

L'invention consiste en ce qu'il est prévu des

sondes de mesure pour capter la vitesse de rotation du mo-

teur, son couple, la vitesse d'avance du véhicule, ainsi que d'autres grandeurs caractéristiques et en ce qu'il est prévu un calculateur auquel sont appliquées les valeurs de mesure et qui produit alors des signaux de changement de rapport lorsque les valeurs de mesure traitées produisent

des grandeurs qui sont situées soit au-dessus, soit en des-

sous d'une plage déterminée de valeurs, qui est basée sur la courbe de consommation spécifique minimale de carburant

bmin du moteur et qui est déterminée autant qu'il est pos-

sible par des valeurs limites (limites de changement de

rapport) placées symétriquement, en ce qui concerne la con-

sommation, par rapport aux valeurs de ladite courbe et dont l'espacement mutuel est respectivement proportionnel à la

grandeur d'un échenlon de changement de rapport de la boite.

L'expression "symétriquement en ce qui concerne la consomma-

tion" signifie dans ce cas que, pour les deux limites de changement de rapport, la même consommation de carburant est obtenue pour la même puissance du moteur. Les signaux de changement de rapport obtenus de cette manière sont utilisés soit pour une commande automatique d'une botte de vitesse

soit pour fournir au conducteur, à l'aide d'un dispositif in-

dicateur, des signaux de recommandation de changement de

rapport de boîte.

L'avantage essentiel de l'invention consiste en ce que, par l'intermédiaire des valeurs de mesure fournies par les sondes de mesure, on obtient un point instantané de fonctionnement du moteur pour lequel le calculateur vérifie s'il est situé dans un domaine de fonctionnement optimal en ce qui concerne la consommation de carburant et dont les limites présentent un espacement correspondant aux échelons associés de la boîte de vitesses et sont disposées autant

que possible symétriquement en ce qui concerne la consomma-

tion par rapport à une courbe de consommation minimale spé-

cifique de carburant (c'est-à-dire rendement maximal du mo-

teur). Lorsque le point instantané de fonctionnement est

placé à l'intérieur de cette plage optimale de fonctionne-

ment, aucun signal de changement de rapport n'est produit.

Cependant, lorsque le point de fonctionnremeút est placé au-dessus ou en dessous de cette plage optimale, un signal est produit en vue d'un passage à un rapport supérieur ou inférieur. Grâce à l'agencement, conforne à l'invention, des limites définissant la plage optimale de fonctionnement qui seront appelées dans la suite limite d'augmentation

et limite de rétrogradation -, on est assuré d'un proces-

sus de changement de rapport qui est tout à ait conforme au nouveau procédé et qui fait en sorte que: 1. on dispose de la même puissance du moteur qu'avanta le changement de rapport, et 2. le point de fonctionnement du moteur soit plus rapproché de la limite de rendement maximal que cela n'était le cas

avant le changement de rapport.

Avantageusement il est prévu que les valeurs limi-

-tes soient déplacées en fonction de l'accélération du véhi-

cule et de la pente de la route. Lorsque le point de fonc-

tionnement du moteur est situé sur la partie correspondant

à la limite de rétrogradation, qui est associée à la puissan-

ce maximale possible du moteur, on peut en conclure que le véhicule doit être fortement accéléré ou bien doit franchir une pente extrême. Lorsque la vitesse de rotation du moteur se rapproche, en-dessous de ces conditions de marche, de

la valeur pour laquelle, sur la base d'un processus de ré-

trogradation, la vitesse maximale de rotation du moteur se-

rait établie, une rétrogradation n'est alors valable que lors-

que la puissance maximale du moteur est nécessaire pour Tue le véhicule monte des côtes à des vitesses élevées. Dans

des processus d'accélération, il n'est par contre pas recom-

mandé qu'il se produise une rétrogradation lorsqu'on se rap-

proche de ce point car, après un passage au rapport immédia-

tement adjacent, la limite d'augmentation est rapidement dé-

passée et en conséquence on atteint un domaine oCi il faut à nouveau effectuer une augmentation de rapport. Il est par conséquent avantageux de décaler la limite de changement de rapport en fonction de l'accélération du.véhicule. Le

fait de tenir compte de la pente de la route pour détermi-

ner les signaux de changement de rapport s'avère alors avantageux lorsque par exemple, lors de la montée de cô- tes, on doit tenir compte d'une diminution de la vitesse

du véhicule pendant le processus de changement de rapport.

Dans ce cas, on effectue la détermination pour une vites-

se de rotation supérieure à celle correspondant à la limite de changement de rapport initiale pour passer au rapport

immédiatement supérieur. Lorsque inversement dans des des-

centes, la vitesse du véhicule augmente pendant un processus de changement de rapport, les points correspondants à la limite d'augmentation de rapport sont décalés vers les plus

faibles vitesses de rotation du moteur.

En outre il est avantageux de tenir compte des différences du rendement de la boite de vitesses dans les différents rapports - en fonction de la puissance du moteur et de sa vitesse de rotation - lors du tracé des courbes des limites de changement de rapport. A cet égard, on peut tenir compte du fait que, par exemple pour une force de traction constante du véhicule (même pente de la route, même vitesse du véhicule) il suffit d'une plus faible puissance

du moteur lorsque le rendement après le processus de change-

ment de rapport est supérieur à celui obteni avec le rapport enclenché avant le processus de changement de rapport. Il en résulte que, en ce qui concerne la consommation minimale de carburant, il faut déjà passer à un rapport supérieur pour une vitesse de rotation plus petite que celle correspondant à la limite initiale de progression. Il est ainsi possible d'obtenir une plus grande économie de carburant, Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé

selon l'invention comporte avantageusement une sonde de me-

sure placée sur la couronne dentée du volant du moteur et

qui fournit alors au calculateur des signaux qui correspon-

dent à la vitesse de rotation de la couronne dentée. Cette

sonde de mesure peut être agencée comme un récepteur induc-

tif et produire par conséquent des impulsions électri ues

dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse de ro-

tation correspondante. Il est ainsi possible de mesur-r

la vitesse de rotation du moteur. Du fait que la puissr-

ce du moteur devrait être définie par multiplication du couple et de la vitesse de rotation, auquel cas les erreurs

relatives de mesure des deux grandeurs seraient addition-

nées dans le cas le plus défavorable, il est avantageux

d'utiliser à la place de la puissance du moteur directe-

ment le couple d moteur pour obtenir les signaux de chan-

gement de rapport. Pour des moteurs à injection de car-

burant, le couple du moteur peut être avantageusement me-

suré en utilisant le temps d'ouverture des injecteurs com-

me grandeur de mesure indirecte pour la détermination du couple du moteur. Dans le cas de moteurs Diesel, la sonde de mesure nécessaire peut être disposée de manière qu'elle

capte le mouvement de l'aiguille dans l'injecteur et four-

nisse en conséquence un signal de démarrage et d'arrêt pour

une mesure de temps. Dans ce cas, aucun impératif particu-

lier n'est imposé au traitement électrique des signaux car

une mesure de temps peut être effectuée d'une manière sim-

ple et avec une grande pression avec des moyens électroni-

ques. Pour raccourcir des temps morts inévitables, on peut disposer une sonde de mesure de ce genre sur chaque cylindre, Le couple de moteur peut cependant être également

déterminé d'une manière connue par l'intermédiaire d'un ar-

bre de mesure du couple comportant des jauges de contrain-

te et, dans le cas de moteurs à essence, il peut être dé-

terminé indirectement dans le carburateur par une mesure de la position du papillon ou de la dépression dans le tube d'admissiono Pour pouvoir tenir compte, lors de la génération

des signaux de changement de rapport, de la masse du véhi-

cule, il est avantageux que le dispositif comporte un commu-

tateur pouvant être actionné par le conducteur du véhicule

et servant à appliquer au calculateur un signal correspon-

dant à la masse du véhicule. Un tel commutateur peut par exemple comporter trois plages de sélection "0, À, 1",

à l'aide desquelles le dispositif tient compte de la condi-

tion existante de charge lors de la détermination de la recommandation de changement de rapport de botte. Un tel agencement permet de tenir compte de la masse du véhicule

d'une manière simple et peu coûteuse.

Pour la détermination du rapport de transmission de la boîte de vitesses, il est avantageux de prévoir, en

plus de la sonde de mesure de la vitesse de Rotation du mo-

teur (qui est égale à la vitesse à l'entrée de la botte de

vitesses), une autre sonde de mesure qui fournit au calcu-

lateur des signaux représentant la vitesse de rotation à la sortie de botte de vitesses. Les signaux de ces deux

sondes de mesure de vitesse de rotation peuvent être appli-

qués à deux compteurs électriques qui sont également incor-

porés au dispositif et qui fonctionnent de manière à addi-

tionner les deux signaux jusqu'à ce que le nombre des im-

pulsions correspondant à la vitesse de rotation à la sor-

tie de boite de vitesses ait atteint une valeur fixe et

prédéterminée. Les compteurs commencent alors à addition-

ner les impulsions représentant la vitesse d'entrée de boi-

te et la vitesse de sortie de botte lors de l'arrivée d'un signal d'enclenchement commun. Aussitôt que le compteur

servant à additionner la vitesse de sortie de boite de vi-

tesses a atteint une valeur prédéterminée, le comptage de la vitesse d'entrée de botte est arrêté. Cette valeur du

compteur correspond alors exactement à la valeur correspon-

dante du rapport de transmission de la boite de vitesses.

Il est ainsi possible de déterminer exactement le rapport

de transmission de la botte de vitesses sans effectuer au-

cune opération de captage sur le mécanisme de changement de vitesse.

D'autres avantages et caractéristiques de l'in-

vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip-

cription, donnée à titre d'exemple non limitatif, en ré-

férence aux dessins annexés dans lesquels:

- la figure 1 représente schématiquement un ensemble mo-

teur-boite de vitesses équipé d'un dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 est un diagramme schématique représentant

la force de traction en fonction de la vitesse du véhicu-

le,

- la figure 3 est un diagramme puissance-vitesse de rota-

tion, mettant en évidence la courbe de rendement optimal,

- la figure 4 est un diagramme puissance-vitesse de rota-

tion mettant en évidence la plage optimale prévue confor-

mément à la présente invention, - la figure 5 représente un diagramme couple-vitesse de

rotation mettant en évidence la plage optimale prévue con-

formément à l'invention,

- la figure 6 est un diagramme puissance-vitesse de rota-

tion conforme à la figure 3, - la figure 7 est une représentation schématique du mode de détermination du rapport de transmission de la boite de vitesses, - la figure 8 est un diagramme donnant le couple du moteur en fonction de la durée d'injection et de la vitesse de

rotation du moteur.

Sur la figure 1, on a désigné par I un moteur qui agit par l'intermédiaire d'un embrayage 3 et d'une boite de vitesses 2 sur l'arbre d'entraînement 11 d'un véhicule automobile. Pour déterminer le point de fonctionnement d'un

tel ensemble moteur-boîte de vitesses, il est prévu confor-

mément à l'invention un dispositif qui comprend une sonde de mesure 7 servant à déterminer la vitesse de rotation du moteur (ou la vitesse d'entrée de boite de vitesses), une sonde de mesure 9 servant à déterminer la vitesse de sortie

de boîte de vitesses, un commutateur 10 servant à détermi-

ner la position de la pédale d'accélérateur (commutateur de repérage de position basse de la pédale dit commutateur "Kick-down"), une sonde de mesure 13 servant à déterminer la durée d'injection dans les injecteurs, ou bien à la

place de la sonde de mesure 13 une sonde de mesure 8 ser-

vant à déterminer directement le couple de moteur, ainsi qu'un commutateur 5 d'indication de la masse de véhicule,

les signaux fournis par lesdits composants étant appli-

qués à un calculateur 6 qui détermine à partir des valeurs

qui lui sont appliquées des signaux de changement de rap-

port permettant de fournir au conducteur une recommandation de changement de rapport de botte à l'aide d'un dispositif

d'indication optique ou acoustique 12.

Dans ce but, le dispositif indicateur 12 peut ê-

tre placé dans l'habitacle d'un véhicule automobile, par exemple dans la zone du tableau de bord, de manière qu'il

puisse être vu à tout moment par le conducteur. Les si-

gnaux de changement de rapport peuvent cependant être éga-

lement utilisés pour la commande d'une botte de vitesses automatique. Les figures 2 et 3 montrent quelle est l'influence du rapport sélectionné sur la consommation de carburant mon teur. Le diagramme de la figure 2 donne à titre d'exemple

la force de traction F d'un véhicule utilitaire pour qua-

tre rapports différents (6, 7, 8 et 9). Pour la courbe de résistance de marche représentée, on peut déterminer que le véhicule peut rouler à une vitesse vo pour les rapports 7, 8 et 9. Sur la figure 3, on a représenté la puissance de moteur P du véhicule à plein régime en fonction de la vitesse de rotation de moteur nM. En outre, le diagramme indique la courbe de consommation minimale de carburant

bmin en fonction de la puissance (rendement maximal du mo-

teur), sur laquelle on peut déterminer à quelle vitesse de

rotation du moteur on obtient une puissance définie corres-

pondant à la consommation minimale de carburant. Si on re-

porte sur ce diagramme le point de fonctionnement Fx de la figure 2 avec les valeurs correspondantes des rapports 7 à 9 de la boite de vitesses, on obtient les points F7, F8 et F9 et on peut se rendre compte sans difficulté que le

neuvième rapport permet d'obtenir une consommation opti-

male de carburant alors que, pour le huitième rapport et surtout pour le septième rapport, la même puissance de

moteur P est associée à une consommation de carburant ex-

cessivement élevée.

Selon l'invention, il est prévu un contrôle du

point de fonctionnement obtenu à l'aide des différentes va-

leurs de mesure pour définir s'il est situé dans le dia-

gramme de puissance représenté sur la figure 4, dans une plage qui est déterminée par la courbe de rendement maximal bmin et si cette plage peut être couverte d'autre part avec

des rapports existants de la boite de vitesseso Cette pla-

ge optimale de fonctionnement I est agencée de manière que sa dimension horizontale - à partir du rapport de prise

directe qui a été enclenché - soit proportionnelle à l'é-

chelon de passage de la boite de vitesses au rapport immé-

diatement supérieur ou au rapport immédiatement inférieur et que ses limites H et R soient disposées symétriquement, en ce qui concerne la consommation, par rapport à la courbe de rendement maximal de moteur bmin. Cela signifie que, pour les deux limites R et H et pour une même puissance du moteur,

on obtient la même consommation de carburant.

Pour les autres échelons de la boîte de vitesses entre les différents rapports, ili est également prévu de nombreuses plages dont on n'a représenté que celle existant

entre le huitième et le neuvième rapport sur la figure 4.

Cette plage optimale I est délimitée par les li-

mites de changement de rapport H et R, les ordonnées ni et

n2, l'axe des abscisses P = 0 ainsi que la partie de la cour-

be de pleine charge qui est comprise entre n3 et n4. A l'extérieur de cette plage optimale, il existe des plages

II et III plus défavorables en ce qul concerne la consomma-

tion de carburant, la plage II étant délimitée par la limite de changement de rapport en augmentation de rapport H, par i1 l'ordonnée n2, par l'axe des abscisses P = 0 et par la courbe de régulation à la vitesse maximale, La plage III est délimitée par la courbe de pleine charge, l'ordonnée

nl, et la limite de changement de rapport en rétrograda-

tion R. Par l'intermédiaire des détecteurs représentés

sur la figure 1, le calculateur définit le point instan-

tané de fonctionnement de l'ensemble moteur-botte de vites-

se et il détermine dans laquelle des plages I, II ou III est situé le point de fonctionnement du moteur. Du fait

que les limites de changement de rapport H et R sont dé-

calées l'une par rapport à l'autre d'un échelon de chan-

gement de rapport de la botte de vitesses, on est assuré que le moteur puisse fournir la puissance correspondant à chaque point de fonctionnement, qui est situé en dessous de la limite de changement de rapport H, également pour un rapport immédiatement supérieur. Il ne peut par conséquent jamais se produire le cas o le point de fonctionnement du moteur est déplacé, au cours du processus de changement

de rapport, de la plage défavorable II dans la plage défa-

vorable III et au contraire le point de fonctionnement re-

vient toujours, après terminaison de l'effet d'un signal de changement de rapport, dans une position plus rapprochée de la courbe de consommation minimale de carburant b min

que ce n'était le cas avant le changement de rapport.

Des limites de changement de rapport R et H peu-

vent être déterminées empiriquement d'une manière simple et elles sont mémorisées dans la mémoire du calculateur car elles représentent une grandeur qui est une caractéristique de l'ensemble moteur-boite de vitesses et dont l'évolution

est définie par ledit ensemble.

Les limites ainsi établies peuvent être modifiées en fonction de l'accélération du véhicule et de la pente de la route. Lorsque le point de fonctionnement du moteur est placé sur la partie de la limite de rétrogradation qui est associée à la puissance maximale du moteur (à l'extérieur de la plage III), on peut en conclure que le véhicule doit être fortement accéléré ou bien doit franchir une pente extrême (cf, figure 4). Comme critère supplémerntaire pour détecter cette condition de marche, on peut faire intervenir la position de pédale d'accélérateur (position basse dite de Kick-down), de sorte qu'il est prévu en cet endroit un contacteur 10. Lorsque la vitesse de rotation du moteur se rapproche inférieurement de la valeur n3, une rétrogradation ne peut se produire que lorsque la

puissance maximale du moteur est nécessaire pour le fran-

chissement de côtes à des vitesses élevées0 Dans des pro-

cessus d'accélération, une rétrogradation ne se justifie pas lors un rapprochement de n. car, après le passage au rapport voisin, la vitesse de rotation n4 et la limite de commande H seraient dépassées rapidement et en conséquence on atteindrait la zone II dans laquelle on doit effectuer une augmentation de rapport. Dans ce cas, il est alors plus favorable d'élargir la plage optimale de manière à obtenir un seuil variable de vitesse de rotation, qui peut par exemple être défini par la relation suivante n3 = 1 x 3'

o x augmente lorsque l'accélération croit et varie avan-

tageusement entre les limites x = 1 (pour une accélération nulle) et x = 1 + i sp (pour une forte accélération). La grandeur isp correspond à l'échelon de boite vers le rapport

immédiatement inférieur.

* Lors de la montée de côtes, les temps de change-

ment de rapport de boites de vitesses mécaniques peuvent provoquer, lors d'un changement de rapport, une diminution de la vitesse d'avance du véhicule. Pour cette raison, il est avantageux de décaler de façon variable les limites de

changement de rapport en fonction de la pente de la route.

Dans ce cas, pour une vitesse de rotation plus élevée que

celle définie par la limite de changement de rapport ini-

tiale H, on doit passer au rapport immédiatement supérieur.

Le moteur fonctionnerait autrement dans la plage défavora-

ble III ou bien il ne pourrait pratiquement plus fournir

la puissance nécessaire car la courbe de plein régime de-

vrait être dépassée. Lorsque inversement dans des des-

centes la vitesse du véhicule augmente pendant un proces-

sus de changement de rapport, les points correspondants à la limite de changement de rapport H doivent être décalés vers des vitesses de rotation inférieures du moteur. En conséquence des montées et des descentes influencent la

dimension horizontale de la plage I favorable pour la con-

sommation de carburant. Pour la détermination des montées

et des descentes, on fait intervenir les grandeurs de me-

sure du couple de moteur, de la vitesse de marche du véhicu-

le (vitesse de sortie de botte) et de l'accélération du

véhicule, qui permettent, à l'aide des équations de mouve-

ment connues, d'établir une concordance lorsqu'on tient compte également de la masse du véhicule. Celle-ci peut être mesurée à l'aide d'un autre détecteur ou bien elle peut être introduite de façon variable par l'intermédiaire

d'un système d'entrée externe dans la mémoire de programme.

A cet effet, on peut disposer par exemple dans la cabine du conducteur d'un camion un commutateur 5 qui peut être amené, en fonction de la condition de charge du véhicule, par exemple dans les trois positions "0, J, 1". Un tel

commutateur à échelons 5 permet de tenir compte d'une ma-

nière simple de la masse du véhicule.

Du fait que, pour la mise en pratique du procédé,

il est plus avantageux de déterminer à la place de la puis-

sance du moteur le couple de moteur, on vérifie lors de la

mise en pratique du procédé si le point instantané de fonc-

tionnement est situé dans une plage optimale qui peut être

représentée comme indiquée sur la figure 5. A la différen-

ce du diagramme de puissance, la parallèle à l'axe des abs-

cisses, sur laquelle se déplace le point de fonctionnement de moteur dans le diagramme de puissance lors du changement de rapport, est transformée en une hyperbole.

Pour l'établissement d'un diagramme couple-vi-

tesse de rotation, comme indiqué sur la figure 5, il est nécessaire de mesurer la vitesse de rotation et le couple

du moteur par l'intermédiaire de détecteurso Selon l'in-

vention, il est prévu de mesurer inductivement la vites-

se de rotation du moteur à l'aide de la sonde de mesure 7 (cf. figure 1) qui est montée sur la couronne dentée du

volant. La mesure du couple peut être effectuée indirec-

tement par l'intermédiaire de la mesure de la durée d'in-

jection, pour laquelle on peut faire intervenir, dans des moteurs à injection à carburant, le temps d'ouverture des

injecteurs. Cette mesure peut être réalisée par l'inter-

médiaire d'une sonde 13 qui analyse inductivement le mou-

vement de l'aiguille d'injecteur. Elle produit un signal

marche-arrtt pour la mesure de temps qui peut être effec-

tuée d'une manière simple avec des moyens électroniques

et avec une grande précision dans le calculateur. En va-

riante, on peut également mesurer le couple du moteur à

l'aide d'un arbre de mesure de couple 8 de type connu.

La figure 6 montre quelle est l'influence d'un

rendement différent de la boîte de vitesse dans les di-

vers rapports (en fonction de la puissance et de la vi-

tesse de rotation du moteur) sur la détermination de la

plage optimale I. On peut tenir compte d'une telle diffé-

rence du rendement de la bo!te de vitesses dans le tracé

des courbes des limites de changement de rapport.

Après le passage vers le haut du rapport (i) au rapport (i + l), la puissance du moteur nécessaire, pour une force de traction constante du véhicule (même pente,

même vitesse d'avance du véhicule), est plus faible lors-

que le rendement dans le rapport ( i + 1) est plus grand que dans le rapport (i) ( tn;> O). Il en résulte que, en ce qui concerne la consommation minimale de carburant;

on doit passer déjà à un rapport supérieur pour une vites-

se de rotation plus petite que la limite de changement de rapport initiale H.

En conséquence, la plage I se rétrécit. Inverse-

ment, cette plage de puissance s'élargit dans la direction horizontale lorsque le rendement de la boîte de vitesses est plus petit pour le rapport (i + 1) que pour le rapport (i) (nG C 0). Pour autant que les rendements dans les différents rapports ne diffèrent que légèrement les uns des autres, il suffit d'adapter en correspondance le tracé de la limite de changement de rapport H. Pour de grands écarts, la partie de la limite de changement de rapport R qui n'est pas identique à la courbe de pleine charge est

également décalée de sorte que les deux limites de change-

ment de rapport varient autant qu'il est possible "symé-

triquement, en ce qui concerne la consommation, par rapport

à la courbe de rendement maximal du moteur".

La mesure du rapport de transmission de la boite de vitesse est effectuée selon l'invention comme indiquée sur la figure 7: le calculateur comporte deux compteurs ZG et ZM, auxquels sont appliquées la vitesse de sortie de boite de vitesse nG ainsi que la vitesse d'entrée de

boite de vitesses (ou vitesse de rotation du moteur) nM.

Lors de l'arrivée d'un signal de démarrage commun, les

compteurs commencent à fonctionner, le compteur ZG fournis-

sant ensuite au compteur ZM un signal d'arrêt lorsque la

vitesse de sortie de boite n G a atteint une valeur déter-

minée ZG. Le compte ZM du compteur zM correspond alors pré-

cisément au rapport de transmission de boite iG, le résul-

tat étant indépendant de la vitesse et de l'accélération du véhicule. Cela peut être défini par les équations suivantes: En ce qui concerne le temps de comptage tz des compteurs ZG et ZM, on a la relation suivante

3 ZG = ZM

nG- nM il en résulte que

ZM - ZG -

nG pour ZG = constante et iG = n, on obtient ZM ' GIg

c'est-à-dire que le contenu du compteur ZM est proportion-

nel au rapport de transmission de boite iGs

Comme calculateur, on peut prévoir un micropro-

cesseur qui est pourvu d'une mémoire de travail et d'u.e mémoire de programmation, auquel cas on peut enregistrer

dans la mémoire de programmation les données fixes du mo-

teur de la boîte de vitesses. On fait également interve-

nir la relation entre la durée d'injection (SD) et le cou-

ple de moteur (M) en fonction de la vitesse de rotation de moteur (nM), qui est représentée sur la figure 8 par une surface à trois dimensions et qui peut être enregistrée

ponctuellement dans la mémoire de programmation par exem-

ple sous forme de tables.

Avec le procédé et le dispositif selon l'inven-

tion, il est possible d'établir des recommandations de changement de rapport de boîte qui sont plus précises que cela n'était le cas auparavant car, avec le processus de détermination de la plage optimale I conforme à l'invention, on est assuré que, après le changement de rapport, le point

de fonctionnement se trouve dans chaque cas dans une posi-

tion plus rapprochée de la courbe de rendement maximal qu'a-

vant le changement de rapport.

Claims

REVENDICATIONS

1) Procédé pour produire des signaux de changement de rapport de botte de vitesse pour un véhicule automobile

entratné par un moteur à combustion interne et pourvu d'u-

ne boîte de vitesses à rapports échelonnés, notamment pour un véhicule utilitaire, dans lequel. des valeurs de mesure

servant à déterminer le point de fonctionnement correspon-

dant sont captées et sont comparées avec les valeurs d'une

plage optimale, en ce qui concerne la consommation de car-

burant, du diagramme caractéristique de fonctionnement du

moteur, procédé caractérisé en ce qu'il est prévu des son-

des de mesure pour capter la vitesse de rotation du moteur,

son cpuple, la vitesse d'avance du véhicule, ainsi que d'au-

tres grandeurs caractéristiques et en ce qu'il est prévu un calculateur auquel sont appliquées les valeurs de mesure et qui produit alors des signaux de changement de rapport

lorsque les valeurs de mesure traitées produisent des gran-

deurs qui sont situées soit au-dessus soit en-dessous d'une plage déterminée de valeurs, qui est basée sur la courbe de

consommation spécifique minimale de carburant (b in) du mo-

teur et qui est déterminée autant qu'il est possible par des valeurs limites (limites de changement de rapport placées

symétriquement, en ce qui concerne la consommation, par rap-

port aux valeurs de ladite courbe et dont l'espacement mu-

tuel est respectivement proportionnel à la grandeur d'un é-

chelon de changement de rapport de la botte.

2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les valeurs limites (limites de changement de rapport

R, H) sont décalées en fonction de l'accélération du véhicu-

le et de la pente de la route. 1

3) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, ca-

ractérisé en ce que les valeurs limites (limiteL de change-

ment de rapport R, H) sont décalées en fonction du rende-

ment de la boîte de vitesses (nG).

4) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé se-

lon la revendication 1, se composant de sondes de mesure qui sont associées au moteur et à la boîte de vitesses et

dont les valeurs de mesure sont appliquées à un calcula-

teur électronique pour la détermination du point de fonc-

tionnement correspondant, et également d'éléments de com-

paraison qui sont associés au calculateur et qui contrôle si le point de fonctionnement instantané est placé dans

une zone optimale de la plage caractéristique de fonction-

nement du moteur, dispositif caractérisé en ce qu'il est

prévu une sonde de mesure (7) qui est placée sur la cou-

ronne dentée du volant du moteur (1).

) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des sondes de mesure (13) qui assurent

le captage inductif du mouvement de l'aiguille d'injecteur.

6) Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5,

caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur (5) pouvant être actionné par le conducteur du véhicule pour appliquer

au calculateur (6) un signal représentant la masse du véhi-

cule.

7) Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6,

caractérise en ce qu'il comprend des sondes de mesure (7, 9) qui appliquent au calculateur (6) des signaux représentant la vitesse d'entrée de boîte de vitesses (nM) et la vitesse de sortie de boîte de vitesses (nG)

8) Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des compteurs

électroniques (ZG, ZM) qui reçoivent des impulsions repré-

sentant la vitesse d'entrée de boite de vitesses (nM) et la vitesse de sortie de boite de vitesses (nG), ces compteurs effectuant l'addition des deux signaux jusqu'à ce que le nombre des impulsions correspondant à la vitesse de sortie

de boîte (nG) ait atteint une valeur fixe et prédéterminée.