FR2727488A1 - Dispositif de commande pour vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

Dispositif de commande pour véhicule automobile comportant une boîte de vitesses automatique. Le dispositif de commande comprend un dispositif 3 de commande de la boîte de vitesse et un dispositif 2 de commande du moteur qui sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un canal 6 de communication. Les données nécessaires à la commande de la boîte de vitesses sont échangées entre le dispositif 2 de commande et le dispositif 4 de changement du rapport par l'intermédiaire du canal 6 de communication. Lorsque le canal 6 de communication subit une perturbation, le dispositif 4 de changement du rapport est commuté par un dispositif 34 de secours sur la réception de données de commandes provenant d'un dispositif du véhicule automobile qui est relié à lui autrement que par l'intermédiaire du canal 6 de communication.

Description

Dispositif de commande pour véhicule automobile L'invention concemrne un
dispositif de commande ayant une boite de vitesses automatique qui comprend un dispositif de commande du rapport et un dispositif de commande du moteur, lesquels sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un canal de communication. Des dispositifs de commande de ce genre placés dans un véhicule automobile et ayant une boite de vitesses automatique comprennent un dispositif de commande du moteur et un dispositif de commande de boite de
vitesses. Il en existe différentes sortes.
io Dans un dispositif connu de commande intégré de la boite de vitesses automatique et du moteur d'un véhicule automobile, la boite de vitesses est commandée par un appareil propre de commande, distinct du dispositif de
commande du moteur (US-A 4 945 481).
Un dispositif de commande de boite de vitesses a pour l'essentiel les i5 fonctions suivantes à assurer: - un dispositif de passage de vitesses qui assure un passage doux et sans usure des vitesses; - une commande de l'embrayage de prise directe; - une logique de commande qui détermine la vitesse à passer - un diagnostic propre, et - des fonctions de base, comme par exemple des fonctions d'entrée et sortie. Comme la commande de transition de couplage doit être conçue de manière spécifique à la boite de vitesses, mais que la conception de la logique de couplage dépend entre autre des données du moteur et du châssis du véhicule automobile, on obtient un grand nombre de variantes différentes du dispositif de commande pour les divers types de véhicules automobiles. En outre, la dépense en faisceaux de câbles entre le dispositif de commande et les
différents vannes et capteurs placés dans la boite de vitesses est très grande.
Par l'objet d'une demande antérieure non publiée (EP 93113672.5), on est parvenu à diminuer le nombre des variantes nécessaires du dispositif de commande en intégrant dans le dispositif de commande du moteur des unités fonctionnelles d'un dispositif de commande de rapport qui dépendent des données du moteur et du châssis du véhicule, en logeant les unités fonctionnelles, qui dépendent des données de la boite de vitesses, dans un dispositif de changement du rapport de la boite de vitesses et en faisant s'échanger entre le dispositif de commande du moteur et le dispositif de changement du rapport les données nécessaires à la commande de la boîte de
o vitesses par l'intermédiaire du canal de communication.
Des problèmes pouvaient apparaître dans un dispositif de commande de ce genre dans les cas peu fréquents o le canal de communication était détruit pour une raison quelconque, par exemple en raison d'un défaut électrique ou mécanique. Une information concernant le rapport prescrit entre autre ne pouvait i5 alors pas parvenir au dispositif de changement du rapport, ce qui, dans le cas le plus grave, aurait fait que le véhicule serait resté en panne, et cela bien que la
boite de vitesses soit en parfait état de fonctionner.
L'invention vise à assurer un fonctionnement de secours du dispositif de commande, c'est-à-dire à faire en sorte que, lorsque le canal de communication tombe en panne ou a un défaut, un véhicule automobile équipé d'un dispositif de
commande de ce genre reste en mesure de fonctionner et de rouler.
On y parvient suivant l'invention par un dispositif de commande caractérisé en ce que - des unités fonctionnelles du dispositif de commande du rapport qui dépendent des données du moteur et du châssis du véhicule sont intégrées au dispositif de commande du moteur, - des unités fonctionnelles du dispositif de commande du rapport qui dépendent des données de la boite de vitesses sont contenues dans un dispositif de changement du rapport de la boite de vitesses, - les données nécessaires à la commande de la boite de vitesses sont échangées entre le dispositif de commande du moteur et le dispositif de changement du rapport par l'intermédiaire du canal de communication, et - il comporte un dispositif de secours par laquelle, lorsque le canal de communication subit une perturbation, le dispositif de changement du rapport est commuté sur la réception de signaux de commande d'un dispositif qui est relié à
lui autrement que par le canal de communication.
Dans un mode de réalisation avantageux du dispositif de commande suivant l'invention, lorsque le canal de communication subit une perturbation, le dispositif de changement du rapport est relié à un dispositif qui signale la vitesse de rotation de la turbine d'un convertisseur de couple, et le rapport de la boîte de vitesses est commandé par le dispositif de changement du rapport de manière à maintenir la vitesse (nt) de rotation de la turbine à l'intérieur d'un intervalle admis de vitesses (nt, min < nt < ntmax)- o0 La boite de vitesses est avantageusement constituée sous la forme d'une boite de vitesses à paliers comportant un levier sélecteur pour sélectionner le palier de conduite, en sorte que, lorsque le canal de communication subit une perturbation, le dispositif de changement du rapport est relié à ce levier sélecteur et les signaux du levier sélecteur, commandés par le conducteur du véhicule automobile, sont traités dans le dispositif de changement du rapport comme des
instructions de passages de vitesse de la boite de vitesses.
La boite de vitesses est avantageusement équipée d'un dispositif de commande par touches-poussoir, en sorte que, lorsque le canal de communication subit une perturbation, le dispositif de changement du rapport est relié à ce dispositif de commande par touches-poussoi et les signaux obtenus par touches-poussoir et commandés par le conducteur du véhicule automobile sont traités dans le dispositif de changement du rapport comme des instructions de passage de vitesse de modification du rapport de démultiplication de la boîte de vitesses. Il est en outre activé par le dispositif de secours une signalisation qui signale au conducteur du véhicule automobile le passage en commande
manuelle du rapport de démultiplication.
De plus, au début de l'allumage, il est échangé entre le dispositif de commande du moteur et le dispositif de changement du rapport, par lI'intermédiaire du canal de communication, des paramètres du véhicule automobile et de la boîte de vitesses, et eune perturbation du canal de communication est identifiée par le dispositif de secours si, pendant une durée prescrite succédant au début de l'allumage, il ne parvient pas de signal du
dispositif de commande du moteur au dispositif de changement du rapport.
Les avantages de l'invention résident notamment dans l'accroissement de la fiabilité et de la sécurité routière du véhicule automobile équipé du dispositif
suivant l'invention.
L'invention est explicitée dans ce qui suit à l'aide du dessin. Au dessin: la figure 1 représente les pièces essentielles d'un dispositif d'entraînement de véhicule automobile qui est équipé du dispositif de commande suivant l'invention, et la figure 2 est un diagramme en blocs de la commande du dispositif
d'entraînement suivant la figure 1.
Un moteur 1 est commandé par un dispositif 2 de commande du moteur et une boîte de vitesses 3 d'un dispositif 4a de commande de boîte de vitesses constitué sous la forme d'un dispositif 4 de changement du rapport (figure 1). Le dispositif 2 de commande du moteur et le dispositif 4 de changement du rapport sont reliés par un canal 6 de communication, qui peut être réalisé par exemple i5 sous la forme d'un bus CAN. Ce bus n'est représenté ici que schématiquement, il
est connu en général et décrit dans de nombreuses publications.
Il est échangé entre le dispositif 2 de commande du moteur et le dispositif 4 de changement du rapport d'une part des données, qui servent au choix de la vitesse et qui sont indiquées par une flèche 7, et, d'autre part, des paramètres de configuration, qui servent à l'adaptation a chaque véhicule et qui sont indiqués par une flèche 8. Des exemples des données qui sont transmises par
l'intermédiaire du canal 6 de communication sont données plus bas.
Le raccordement bidirectionnel du dispositif 2 de commande du moteur au canal 6 de communication est représenté schématiquement par une ligne 9, le raccordement également bidirectionnel du dispositif 4 de changement du rapport
au canal 6 de communication par une ligne 10.
Par des lignes 12, 13 et 14 de signalisation, un levier 16 sélecteur, un contacteur 17 de kick-down et un commutateur 18 de sélection de programme de conduite sont raccordés au dispositif 4 de changement du rapport. Par ces éléments de commande, le conducteur entre de manière connue ses ordres ou ses souhaits dans le dispositif 4 de changement du rapport: les positions de marche P, R, N, S, 1 et 2 par l'intermédiaire du levier 16 sélecteur, la demande d'une forte accélération par le contacteur 17 de kick-down et la sélection entre un programme de conduite "économie" et un programme de conduite "sport" par
l'intermédiaire du commutateur 18 de sélection de programme de conduite.
Le moteur 1 est relié par des lignes 15 de commande et de signalisation au dispositif 2 de commande du moteur. Par l'intermédiaire de ces lignes de signalisation, des signaux de capteur concernant le régime du moteur, la température du moteur et d'autres paramètres connus de fonctionnement sont transmis du moteur 1 au dispositif 2 de commande du moteur et des instructions pour la commande de l'allumage, du débit d'injection de carburant, du point d'allumage et, éventuellement, d'autres paramètres connus du moteur sont
transmis du dispositif de commande du moteur au moteur 1.
Le moteur 1 et la boîte de vitesses 3 sont ici, par souci de clarté, o représentés séparément, mais il est connu en général que l'arbre de sortie du moteur 1 est raccordé directement au convertisseur 20 de couple de la boite de vitesses 3. De manière correspondante, l'arbre 21 de sortie également est raccordé à la voie de sortie du véhicule. Le châssis, les suspensions de roue, les roues et d'autres pièces du véhicule ne sont pas représentés ici, puisqu'ils ne
sont pas concernés par l'invention et sont connus en général.
Dans le dispositif 2 de commande du moteur (figure 2) il est intégré
quelques unes des unités fonctionnelles - réunies sous le signe de référence 5 -
d'un dispositif de commande de boite de vitesses qui sont spécifiques au châssis et/ou au moteur, c'est-à-dire qui dépendent de données du moteur et du châssis du véhicule automobile: une logique de commande ou un dispositif 22 de commande de sélection du point de changement de vitesse, un dispositif 24 de classification du comportement du conducteur et/ou de conduite, un circuit 25 de diagnostic et des modules 26 de base, qui exécutent par exemple des données de procédures d'entrée et de sortie. La logique 22 de commande peut être constituée sous la forme d'un dispositif de commande fuzzy et, dans ce cas, comporter aussi les fonctions de classification de comportement du conducteur et/ou de conduite, d'évaluation de la distance parcourue et de correction dynamique du point de changement de vitesse (voir notre demande de brevet
antérieure non publiée EP 93106831.6).
Le dispositif 4 de changement du rapport commandé par ordinateur -
désigné aussi par SRCU (Smart Ratio Change Unit) - ne comporte essentiellement que des unités fonctionnelles qui dépendent des données de la boîte de vitesses. Il s'agit d'un dispositif 28 de commande de déroulement, d'un circuit 29 de diagnostic destiné aux actuateurs, d'un dispositif 30 de commande de l'embrayage de prise directe ou TCC (Torque Converter Clutch) et des modules de base qui traitent des signaux de capteurs connus situés a proximité de la boite de vitesses, par exemple de détecteurs de régime dans la boite de vitesses, de détecteurs de la température et de la pression hydraulique dans la boite de vitesses etc. Le dispositif 4 de changement du rapport comporte en outre un dispositif 34 de secours qui identifie l'urgence lorsque le canal 6 de communication tombe en panne ou subit une perturbation et qui effectue alors une commutation qui fait que le dispositif de changement du rapport reçoit des informations d'un dispositif qui est relié à lui par un autre moyen que par le canal 6 de communication. Les
installations qui conviennent à cet effet sont explicités plus loin.
Le dispositif 4 de changement du rapport constate par l'un des procédés suivants que le canal 6 de communication subit une perturbation. Il peut
employer aussi plusieurs de ces procédés simultanément.
Pendant une durée t1 prescrite succédant au début de l'allumage, le i5 dispositif 4 de changement du rapport ne reçoit pas du dispositif 2 de commande du moteur un signal OK, ce signal pouvant être constitué d'un des paramètres mentionnés plus loin de moteur, de boite de vitesses et/ou de véhicule automobile. Il est constaté par le dispositif 4 de changement du rapport les valeurs de vitesse de rotation de la turbine du convertisseur 20 de couple qui sont inférieures à une valeur nT, min limite inférieure ou supérieures à une valeur nT, max limite supérieure suivant les inégalité nT < nT, min et / ou
nT > nT, max.
Dans ce cas, le dispositif 4 de changement du rapport ne reçoit pas du dispositif de commande du moteur de valeurs de consigne du rapport et conserve donc un rapport constant correspondant à la dernière valeur de consigne valable, bien que le conducteur souhaiterait conduire par exemple particulièrement lentement ou particulièrement vite. Dans le premier cas, il a danger pour le convertisseur-embrayage fermé de faire caler le moteur, dans le dernier cas, il y a danger d'emballer le moteur. Les valeurs limites inférieures et supérieures nT, min et nT, max sont pour le type de véhicule automobile des valeurs limites fixées qui sont envoyées au dispositif 4 de changement du rapport après le début
de l'allumage du dispositif 2 de commande du moteur.
Le dispositif 4 de changement du rapport utilise l'un des procédés qui sont utilisés pour des réseaux de données dans le véhicule automobile pour identifier
des défauts, par exemple le procédé connu sous la désignation "Timestamping".
Apres qu'il a été constaté par le dispositif 34 de secours que le canal 6 de communication est perturbé, le dispositif 34 commute le dispositif 4 de changement du rapport sur la réception non perturbée de l'un des signaux de commande suivants, plusieurs possibilités pouvant aussi être utilisées simultanément. (a) Le dispositif 4 de changement du rapport commande le rapport de la o0 boîte de vitesses 3 de manière que la vitesse de rotation de la turbine ne soit pas inférieure à ladite valeur nT min limite ni supérieure à ladite valeur nT, max - ou aussi des valeurs qui en sont déduites. Si la boîte de vitesses 3 est constituée sous la forme d'une boîte de vitesse à paliers, le dispositif du changement du rapport rétrograde à la vitesse immédiatement inférieure si la vitesse de rotation de la turbine est inférieure à ladite valeur limite inférieure ou à une valeur qui en
est déduite.
(b) Les signaux du levier 16 sélecteur (par exemple pour une boîte à cinq vitesses: P, R, N, D, 4, 3, 2 et 1, qui sont présents pour une boite de vitesse à paliers, sont envoyés au dispositif du changement du rapport, qu'il vaut mieux désigner dans ce cas comme dispositif de changement de vitesse. Le conducteur du véhicule automobile a ainsi la possibilité de commander le rapport en actionnant le levier sélecteur, si bien qu'il peut continuer à conduire le véhicule automobile. Dans des boites de vitesse à paliers connues sous la désignation "Tiptronic", qui sont des boites de vitesses automatiques, mais dans lesquelles on peut passer une vitesse supérieure ou rétrograder par deux touches- poussoir, les signaux électriques des touches-poussoir sont envoyés au dispositif de changement du rapport, en sorte que la boite de vitesses peut aussi être encore commandée. Si la boîte de vitesses est suivant une proposition connue (Automobil Revue N 32, 1er août 1991, pages 29 à 31) constituée sous la forme d'une boite de vitesse sans palier qui peut également être commandée manuellement par des touches- poussoir, les signaux des ces touches-poussoir sont, également dans ce cas, utilisés en cas d'urgence comme signaux de commande du dispositif de
changement du rapport.
Il est judicieusement prévu dans le véhicule automobile une lampe de signalisation qui est commandée par le dispositif de secours et qui, lorsque le
canal 6 de communication tombe en panne, signale cette panne au conducteur.
Le conducteur peut alors assurer la commande manuellement, comme cela a été décrit. Pour signaler un cas d'urgence, on peut utiliser par exemple également une lampe qui, dans des véhicules automobiles à commande supplémentaire par touches-poussoir, est présente normalement de toute façon, afin de signaler le
fonctionnement des touches-poussoir.
Le dispositif 4 de changement du rapport est tel que, pour ses fonctions, on n'a besoin que d'un paramétrage minimum, qui dépend du chassis et du moteur, c'est-a-dire qu'il ne doit contenir que très peu de données du châssis et du moteur du véhicule automobile. Par cette répartition des fonctions entre le dispositif 2 de commande du moteur et le dispositif 4 de changement du rapport, on réduit considérablement la dépense de câblage entre le dispositif de i5 commande du moteur et le dispositif de changement du rapport, ainsi qu'en capteurs et actuateurs - qui ne sont pas représentés ici, puisqu'ils sont connus en
général et qu'ils ne sont pas modifiés par l'invention.
Le dispositif 4 de changement du rapport est fixé directement au carter de la boite de vitesses 3, ou logé dans un carter. Il peut donc être fourni par le fabricant de boites de vitesses en tant qu'unité complète, conjointement avec la
boite de vitesses.
Des grandeurs Z d'état et des grandeurs S de commande sont échangées entre le dispositif (MS) 2 de commande du moteur et le dispositif (SGCU) 4 de changement du rapport. Des grandeurs Z d'état sont par exemple le couple Mmot, ist réel du moteur, qui transmet la commande du moteur au dispositif 4 de changement du rapport, et le rapport Uist réel, qui est signalé par le dispositif de changement du rapport au dispositif de commande du moteur. Une grandeur de commande est par exemple la valeur du rapport 0soil de consigne transmis par le dispositif de commande du moteur au dispositif de changement du rapport D'autres grandeurs de ce genre sont présentées dans la demande antérieure
citée au début du présent mémoire.
En plus d'un échange de données de ce genre, il peut être également échangé entre le dispositif 2 de commande du moteur et le dispositif 4 de changement du rapport, par l'intermédiaire du canal 6 de communication, des paramètres, qui sont nécessaires à la commande de l'opération de changement de vitesse. Ces paramètres sont judicieusement transmis en tant qu'unités physiques. Des exemples de paramètres qui peuvent être transmis sont le poids de la voiture et la dimension des roues (envoyés du dispositif de changement du rapport au dispositif de commande du moteur), ainsi que le nombre de vitesses (pour des boîtes de vitesses à paliers) et les genres de circuits (envoyés du dispositif de changement du rapport au dispositif de commande du moteur). On
désigne ici par "types de changement", les changements de vitesse admissibles -
qui dépendent de chaque boîte de vitesses. Ainsi, une rétrogradation de la cinquième vitesse à la première ou à la deuxième, en partie aussi à la troisième,
n'est pas admise dans de nombreuses boîtes de vitesses.
Il est avantageux que le dispositif 4 de changement du rapport n'ait besoin que d'un minimum de données spécifiques au moteur et au châssis et que le dispositif 2 de commande du moteur n'ait besoin que d'un minimum de données spécifiques à la boîte de vitesses. Il s'ensuit que le dispositif de changement du rapport ne doit pas être adapté lors de la fabrication à des variantes différentes de moteur et de châssis. Le microprocesseur, ou ordinateur - non représenté ici car connu en général -, contenu dans le dispositif de changement du rapport fait en sorte qu'il s'effectue une adaptation à l'aide de paramètres transmis du moteur et du châssis. Une autre possibilité consiste à mémoriser dans le dispositif 4 de changement du rapport des ensembles de données relatives aux différentes variantes de véhicule et d'activer l'ensemble de données de l'une de ces variantes par un mot de code qui est transmis au dispositif 4 de changement du
rapport par l'intermédiaire du canal 6 de communication.
Outre la transmission de paramètres physiques, de grandeurs d'état et de grandeurs de commande, des informations d'identification peuvent être échangées entre le dispositif de commande du moteur et le dispositif de changement du rapport. On obtient ainsi ce qui suit: si, par exemple lors de réparations, des composants sont remplacés, il est prévu que les composants puissent échanger par l'intermédiaire du canal 6 de communication des données d'identification qui sont spécifiques aux variantes,
c'est-à-dire qui identifient le type de véhicule auquel chaque composant convient.
Les autres composants ou les appareils de commande sont ainsi en mesure de constater s'ils peuvent fonctionner ensemble. On identifie de cette façon que l'on n'a pas monté par mégarde une boite de vitesse qui ne convient pas au véhicule
automobile.
Par cette échange de données d'identification spécifiques aux appareils de commande, on peut en outre interdire le remplacement non-autorisé de composants ou d'appareils. On peut ainsi interdire efficacement par exemple la réparation par des ateliers non-autorisés et notamment le montage d'appareils volés dans un véhicule automobile ou de composants de rechange dans un
véhicule automobile volé. On obtient ainsi un dispositif antivol perfectionné.
Il

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande pour véhicule automobile ayant une boite de vitesses (3) automatique qui comprend un dispositif de commande du rapport et un dispositif (2) de commande du moteur, lesquels sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'un canal (6) de communication, caractérisé en ce que - des unités fonctionnelles du dispositif de commande du rapport qui dépendent des données du moteur (1) et du châssis du véhicule sont intégrées i0 au dispositif (2) de commande du moteur, - des unités fonctionnelles du dispositif de commande du rapport qui dépendent des données de la boite de vitesses (3) sont contenues dans un dispositif (4) de changement du rapport de la boîte de vitesses, - les données nécessaires à la commande de la boite de vitesses (3) sont échangées entre le dispositif (2) de commande du moteur et le dispositif (4) de changement du rapport par l'intermédiaire du canal (6) de communication, et - il comporte un dispositif (34) de secours par lequel, lorsque le canal (6) de communication subit une perturbation, le dispositif (4) de changement du rapport est commuté sur la réception de signaux de commande d'un dispositif qui est
relié à lui autrement que par le canal (6) de communication.
2. Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque le canal (6) de communication subit une perturbation, le dispositif (4) de changement du rapport est relié à un dispositif qui signale la vitesse de rotation de la turbine d'un convertisseur (20) de couple, et en ce que le rapport de la 23 boite de vitesses (3) est commandé par le dispositif (4) de changement du rapport de manière à maintenir la vitesse (nt) de rotation de la turbine à l'intérieur
d'un intervalle admis de vitesses (nt, min < nt < ntmax)-
3. Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la boite de vitesses (3) est constituée sous la forme d'une boite de vitesses à paliers comportant un levier (16) sélecteur pour sélectionner le palier de conduite, en ce que, lorsque le canal (6) de communication subit une perturbation, le dispositif (4) de changement du rapport est relié à ce levier (16) sélecteur, et en ce que les signaux du levier (16) sélecteur commandés par le conducteur du véhicule automobile sont traités dans le dispositif (4) de changement du rapport comme des instructions de passage de vitesse destinées
de la boite de vitesses (3).
4. Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que
la boîte de vitesses (3) est équipé d'un dispositif de commande par touches-
poussoir, en ce que, lorsque le canal (6) de communication subit une perturbation, le dispositif (4) de changement du rapport est relié à ce dispositif de
commande par touches-poussoir, et en ce que signaux obtenus par touches-
poussoir et commandés par le conducteur du véhicule automobile sont traités dans le dispositif (4) de changement du rapport comme des instructions de i5 passage de vitesse et de modification du rapport de vitesses de la boite de
vitesses (3).
5. Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est activé par le dispositif (34) de secours une signalisation qui signale au conducteur du véhicule automobile le passage en commande manuelle du
rapport de vitesses.
6. Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, au début de l'allumage, il est échangé entre le dispositif (2) de commande du moteur et le dispositif (4) de changement du rapport, par l'intermédiaire du canal (6) de communication, des paramètres du véhicule automobile et de la boite de vitesses (3), et en ce qu'une perturbation du canal (6) de communication est identifiée par le dispositif (34) de secours si, pendant une durée prescrite succédant au début de l'allumage, il ne parvient pas de signal du dispositif de
commande du moteur au dispositif (4) de changement du rapport.
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