FR2806667A1 - Dispositif de commande electronique d'une boite de vitesses mecanique pilotee de vehicule - Google Patents

Dispositif de commande electronique d'une boite de vitesses mecanique pilotee de vehicule Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de commande électronique d'une boîte de vitesses mécanique pilotée de véhicule, comportant des moyens (1) d'incrémentation manuels, prévus pour incrémenter et décrémenter le rapport de vitesse engagé, les moyens (1) d'incrémentation étant reliés à des premiers moyens (2) électroniques de commande, eux-mêmes reliés à des moyens (3, 4) d'actionnement de l'embrayage du véhicule, de façon à assurer automatiquement les phases de débrayage et d'embrayage du véhicule lors d'un changement de rapport de vitesses, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens électroniques de commande (5 à 9) auxiliaires des moyens (3, 4) d'actionnement de l'embrayage et des moyens (1) d'activation manuels des moyens de commande (5 à 9) auxiliaires, aptes à disposer l'embrayage en position débrayée.

Description

L'invention se rapporte à dispositif de commande électronique d'une boîte de vitesses de véhicule.
L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de commande d'une boîte de vitesses mécanique pilotée de véhicule automobile.
L'invention concerne notamment un dispositif de commande d'une boîte de vitesses séquentielle de véhicule. tel dispositif comporte classiquement des moyens de commande manuels, en général du type impulsionnel, assurant incrémentation ou la décrémentation du rapport vitesse engagé. L'actionnement des moyens de commande manuels en vue d'un changement de rapport de vitesse assure automatiquement les phases de débrayage et d'embrayage du véhicule, c'est-à-dire que le véhicule ne comporte pas de pédale d'embrayage.
Une défaillance du circuit électronique de commande de la boîte de vitesse peut s'avérer dangereuse. En effet, une panne du circuit électronique peut survenir alors rapport de vitesse est engagé, ce qui a pour effet de bloquer la boîte vitesses du véhicule. Une telle panne peut résulter, par exemple, d'une défaillance d'un calculateur de commande de l'embrayage du véhicule. Le blocage de la boîte vitesses avec un rapport engagé ne permet pas la manipulation du véhicule et notamment son remorquage. Cette situation peut s'avérer particulièrement dangereuse dans certaines situations, tel qu'une immobilisation sur un passage à niveau ferroviaire par exemple.
Un but de la présente invention est de proposer un dispositif de commande électronique d'une boîte vitesse mécanique pilotée de véhicule, palliant tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus.
Ce but est atteint par le fait que le dispositif de commande électronique d'une boîte de vitesses mécanique pilotée de véhicule, comporte des moyens d'incrémentation manuels, prévus pour incrémenter et décrémenter le rapport de vitesse engagé, les moyens d'incrémentation étant reliés à des premiers moyens électroniques de commande, eux-mêmes reliés à moyens d'actionnement de l'embrayage du véhicule, de façon à assurer automatiquement les phases de débrayage et d'embrayage du véhicule lors d'un changement de rapport vitesses, le dispositif comportant des moyens électroniques de commande auxiliaires moyens d'actionnement de l'embrayage et des moyens d'activation manuels moyens de commande auxiliaires aptes à disposer l'embrayage en position débrayée.
Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - les circuits électroniques respectifs des premiers moyens de commande et des moyens de commande auxiliaires sont découplés, - le dispositif comporte des lignes imentation distinctes pour, respectivement, les premiers moyens de commande et les moyens de commande auxiliaires - les moyens de commande auxiliaires comportent des moyens de temporisation conformés de façon que l'actionnement des moyens d'activation manuels provoque le débrayage de l'embrayage pendant une durée déterminée, suivi d'un retour de l'embrayage en position embrayée, - les moyens d'incrémentation comportant deux éléments tels que des boutons ou leviers prévus respectivement pour l'incrémentation et la décrémentation du rapport vitesse engagé, caractérisé en ce que les moyens d'activation manuels des moyens de commande auxiliaires sont constitués par les deux éléments d'incrémentation et de decrementation, les moyens électroniques de commande auxiliaires comportant des moyens de détection de l'actionnement simultané des deux éléments couplés à des moyens de comptage durée de l'actionnement simultané, de façon à déclencher la disposition de l'embrayage en position débrayée lorsque la durée de l'actionnement simultané des deux éléments excède seuil déterminé - les moyens de temporisation comportent un premier dispositif monostable apte à être basculé dans un état actif pendant durée déterminée dans lequel il génere une impulsion électrique, le premier dispositif monostable étant couplé à un second et un troisième dispositif monostable, le second dispositif monostable étant conformé de façon à générer, lors de l'état actif du premier monostable, une impulsion électrique d'alimentation des moyens d'actionnement de l'embrayage, pour disposer ce dernier en position débrayée, le troisième dispositif monostable étant conformé de façon à générer, lors du passage à l'état inactif du premier monostable, une impulsion électrique d'alimentation des moyens d'actionnement pour disposer l'embrayage en position embrayée, - premiers moyens de commande comportent un calculateur relié d'une part aux moyens d'incrémentation et d'autre part aux moyens d'actionnement de l'embrayage, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commutation aptes a ier les moyens d'actionnement de l'embrayage sélectivement, soit aux premiers moyens de commande, soit aux moyens de commande auxiliaires, et en ce qu'il comporte des moyens de détection d'une défaillance des premiers moyens commande, aptes à commander les moyens de commutation de façon à relier les moyens d'actionnement de l'embrayage aux moyens de commande auxiliaires lorsqu'une défaillance est détectée.
D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles - la figure 1 représente schématiquement un détail d'un dispositif de commande électronique d'une boîte de vitesses mécanique pilotée selon l'invention, - la figure 2 représente les chronogrammes respectifs de cinq composants électroniques du dispositif de commande d'une boîte de vitesses de la figure 1, au cours d'un cycle de fonctionnement.
En se référant à la figure 1, le dispositif de commande électronique d'une boîte de vitesses comporte deux moyens 1 d'incrémentation manuels, prévus respectivement pour incrémenter et décrémenter le rapport de vitesse engagé.
Les moyens 1 d'incrémentation peuvent être constitués de deux interrupteurs ou "switchs", disposés, par exemple, de part et d'autre du volant 13 de commande de la direction du véhicule. Bien entendu, les moyens 1 d'incrémentation peuvent être constitués de tout autre système équivalent, tel que deux leviers ou palettes couplés à un dispositif potentiométrique. La ligne de sortie 18, 19 de chaque interrupteur 1 comporte des moyens 14 de filtrage de parasites, tel qu'un filtre "passe- bas", et un dispositif 15 d'amplification, tel qu'un amplificateur opérationnel.
A la sortie des moyens 15 d'amplification, chaque ligne 18, 19 reliée à des premiers moyens 2 électroniques de commande constitués, par exemple, d'un calculateur ou d'un microcontrôleur. Le calculateur 2 est alimenté en tension une premiere ligne d'alimentation V1.
Le calculateur 2 comporte deux lignes 16, 17 de sortie reliées à des moyens 3 de puissance tel qu'un pont puissance. Par ailleurs, des premiers 10 et seconds 11 moyens de commutation sont disposés respectivement sur les première 16 et seconde 17 lignes de sortie du calculateur 2. moyens commutation 10, 11 peuvent être disposes sélectivement soit dans un premier état dans lequel ils relient le calculateur 2 au pont de puissance 3, soit dans un second état dans lequel ils isolent le calculateur 2 du pont puissance 3 et relient ce dernier à des moyens de commande auxiliaires 5 à 9 décrits ci-après. Le pont de puissance 3 relié quant à lui à des moyens 4 d'actionnement de l'embrayage apte à décoller ou recoller l'embrayage, c'est-à-dire, disposer l'embrayage en position débrayée ou en position embrayée. Le calculateur 2 de commande est associé à moyens 12 de détection d'une défaillance constitués, exemple, d'un dispositif électronique du type "Watchdog". Les moyens 12 de détection d'une défaillance, notamment calculateur 2, sont reliés aux moyens 10, 11 de commutation. Lorsqu'une défaillance est détectée par les moyens 1 de détection, ces derniers envoient un signal aux moyens 10, 11 de commutation pour d'une part isoler le calculateur 2 du pont de puissance 3 et, d'autre part, relier le pont de puissance 3 aux moyens 5 à 9 de commande auxiliaires 5 à 9. Lors du fonctionnement normal du calculateur 2, les moyens 10, 11 de commutation assurent la liaison du calculateur 2 au pont de puissance 3 via les deux lignes 16 et 17.
Par soucis de simplification, seuls les moyens 3, 4 d'actionnement de l'embrayage sont représentés à la figure 1. C'est-à-dire que les autres moyens d'actionnement assurant la sélection du rapport de vitesse dans la boîte de vitesse mécanique ne sont pas représentés ici. Par ailleurs, les moyens d'actionnement 4 de l'embrayage peuvent être constitués d'un moteur électrique couplé ou non à un pont de puissance, ou de tout autre moyen d'actionnement équivalent, tel qu'un actionneur hydraulique par exemple.
Lorsque l'utilisateur actionne l'un des boutons 1 pour incrémenter ou décrémenter le rapport de vitesses, la ligne correspondante envoie un signal au calculateur 2. Le calculateur 2 génère alors un signal de commande sur la première ligne 16 d'alimentation du pont de puissance de façon à actionner le décollage de l'embrayage. Lorsque la vitesse concernée est engagée, le calculateur 2 génère automatiquement un signal de commande sur la seconde ligne 17 d'alimentation, pour alimenter le pont de puissance dans le sens inverse dans lequel l'actionneur 4 d'embrayage assure le recollage l'embrayage.
En référant à la figure 1, la ligne de sortie de chaque interrupteur 1 comporte, en aval de l'amplificateur 15 concerné, dérivation respective 20, 21 vers une porte 5 logique Un ensemble 6 comportant des moyens de filtrage et une fenêtre de comptage est dispose en aval de la porte 5 logique "ET". En aval de la fenêtre de comptage 6, le dispositif comporte un premier 7 dispositif monostable apte à être basculé dans un état actif dans lequel il génère une impulsion électrique pendant une durée T3 déterminée.
Un second 8 et un troisième 9 dispositif monostable sont montés en parallèle en aval du premier 7 dispositif monostable. Le second 8 monostable est relié premiers 10 moyens de commutation, tandis que le troisième 9 monostable est relié aux seconds 10 moyens de commutation.
Le second 8 monostable est du type "actif sur front montant", est à dire qu'il génère une impulsion électrique lorsque le premier 7 monostable devient actif. particulier, le second 8 monostable délivre son impulsion vers le pont de puissance via les premier 10 moyens de commutation. C'est à dire que le second 8 monostable alimente le pont de puissance 3 dans le sens dans lequel il actionne le décollage de l'embrayage.
Le troisième 9 monostable est du type actif sur front descendant", c'est à dire qu'il génère une impulsion électrique lorsque le premier 7 monostable repasse à l'état inactif. En particulier, le troisième 9 monostable délivre son impulsion vers le pont de puissance 3 via les seconds 11 moyens de commutation. C'est à dire que le troisième 9 monostable alimente le pont de puissance 3 dans le sens dans lequel il actionne le collage de l'embrayage.
De préférence, le dispositif selon l'invention comporte une seconde ligne d'alimentation V2 reliée au pont de puissance 3. La seconde ligne d'alimentation V2 est également reliée, via des moyens 22 de filtrage, aux moyens 15 d'amplification des signaux générés par les boutons 1 d'incrémentation.
Par ailleurs, une ligne relie les moyens 15 d'amplification des signaux générés par les boutons 1 d'incrémentation moyens 10, 11 de commutation.
Un exemple de fonctionnement du système selon l'invention à présent être décrit en référence aux figures et 2. Les cinq courbes illustrées à la figure 2 représentent respectivement les chronogrammes de la porte 5 logique "ET" de la fenêtre de comptage 6, des moyens de temporisation (premier monostable), du second monostable 8 et du troisième 9 monostable.
Lors d'une défaillance du calculateur 2, les moyens 12 de détection assurent le basculement des moyens 10, 11 de commutation pour relier le pont de puissance 3 aux second 8 et troisième monostable. La défaillance du calculateur 2 peut résulter, par exemple, d'un défaut d'alimentation, d'un court circuit interne ou de toute autre avarie.
Si le véhicule se trouve bloqué avec un rapport engagé, l'utilisateur peut actionner le mode de secours selon l'invention, pour disposer l'embrayage en position débrayée. Pour cela, l'utilisateur appuie simultanément sur les deux boutons 1 d'incrémentation. L'appui simultané des deux boutons 1 est détecté par la porte 5 logique "ET" qui envoie alors un signal de sortie à la fenêtre 6 de comptage.
fenêtre 6 de comptage est calibrée pour détecter un temps d'activation simultané des deux boutons 1 qui est supérieur ou égal à un seuil T2 déterminé. Le seuil T2 peut être fixé, par exemple, à une valeur de l'ordre de 20 secondes. C'est à dire que lorsque la fenêtre de comptage 6 détecte une activation des deux boutons 1 d'une durée supérieure au seuil T2, elle génère un signal d'activation au premier monostable 7. La fenetre 6 de comptage est prévue pour empêcher une activation intempestive des monostables 7 à 9 et donc de l'actionneur 4 de l'embrayage. C'est-à-dire que les moyens de comptage sont prévus pour empêcher un débrayage lors d'un appui simultané accidentel des deux boutons 1.
Le chronogramme situé dans la partie supérieure de la figure 2 symbolise, par un signal carré, l'appui simultané A des deux boutons 1. L'appui continu pendant une durée égale au seuil T2 est symbolisé par des hachures.
Dès que l'utilisateur a appuyé les deux boutons 1 pendant le temps T2 requis, la fenêtre 6 de comptage délivre un signal S6 au premier 7 monostable (deuxième chronogramme). Le signal S6 délivré par la fenêtre 6 de comptage dispose le premier 7 monostable dans un état actif dans lequel il génère à sa sortie un signal carré S3 (troisième chronogramme). Le premier 7 monostable est temporisé de façon à délivrer un signal carré S3 pendant une durée T3 déterminée, de l'ordre, par exemple de quelques minutes.
Le front montant M du signal de sortie S7 du premier 7 monostable rend actif le second 8 monostable. Le second 8 monostable génère alors un signal S8 carré d'alimentation vers pont de puissance via le premier 10 moyen de commutation (quatrième chronogramme). C'est-à-dire que le pont 3 de puissance est alimenté pendant un temps limite déterminé pour provoquer le décollage de l'embrayage.
Lorsque le premier 7 monostable repasse à l'état inactif le front descendant D du signal de sortie S7 du premier monostable rend actif le troisième 9 monostable. Le troisième 9 monostable génère alors un signal S9 d'alimentation vers le pont de puissance via le second 11 moyen de commutation (cinquième chronogramme). C'est-à-dire que le pont 3 de puissance est alimenté de façon à provoquer le recollage de l'embrayage. De cette façon, l'embrayage est disposé en position débrayée durant l'intervalle de temps situé entre les états actifs du second 8 et du troisième 9 monostable (quatrième et cinquième chronogrammes).
Le dispositif peut être calibré de façon que l'actionnement des boutons 1 provoque un débrayage de secours pendant, par exemple, quelques minutes.
Bien entendu, l'invention ne sautait se limiter à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus. Ainsi, moyens d'activation manuels de la commande de secours de l'embrayage peut être constitué de tout système équivalent. Ainsi, il est possible de remplacer l'appui simultané des deux boutons d'incrémentation par un levier ou bouton distinct, ayant ou non des moyens de comptage d'un temps d'activation.
De la même façon, le dispositif de secours décrit ci- dessus peut être modifié pour assurer un débrayage de permanent. Dans ce cas, les moyens commande auxiliaires ne comportent pas le troisième 9 monostable qui assure le recollage de l'embrayage après un temps déterminé. Ainsi, le débrayage de secours peut être réalise de manière temporaire ou permanente.
Enfin, bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits.

Claims (7)

<B>REVENDICATIONS</B>
1. Dispositif commande électronique d'une boîte de vitesses mécanique pilotée de véhicule, comportant des moyens (1) d'incrémentation manuels, prévus pour incrémenter et décrémenter rapport de vitesse engagé, les moyens (1) d'incrémentation étant reliés à des premiers moyens (2) électroniques commande, eux-mêmes reliés à des moyens (3, 4) d'actionnement de l'embrayage du véhicule, de façon à assurer automatiquement les phases de débrayage et d'embrayage véhicule lors d'un changement de rapport de vitesses, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens électroniques de commande (5 à 9) auxiliaires des moyens (3, 4) d'actionnement de l'embrayage et des moyens (1) d'activation manuels des moyens de commande (5 à 9) auxiliaires, aptes à disposer l'embrayage en position débrayée.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les circuits électroniques respectifs des premiers moyens (2) de commande des moyens (5 à 9) de commande auxiliaires sont découplés.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte lignes d'alimentation (V1, V2) distinctes pour, respectivement, les premiers moyens (2) de commande et les moyens (5 à 9) de commande auxiliaires.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de commande (5 à 9) auxiliaires comportent des moyens (7 à 9) de temporisation conformés de façon que l'actionnement des moyens (1) d'activation manuels provoque le débrayage de l'embrayage pendant une durée (T1) déterminée, suivi d'un retour de l'embrayage en position embrayée.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, les moyens d'incrémentation comportant deux éléments (1) tels que des boutons ou leviers prévus respectivement pour l'incrémentation et la décrémentation du rapport de vitesse engagé, caractérisé en ce que les moyens (1) d'activation manuels des moyens de commande (5 à 9) auxiliaires sont constitués par les deux éléments (1) d'incrémentation et de décrémentation, les moyens électroniques de commande (5 à 9) auxiliaires comportant des moyens (5) de détection de l'actionnement simultané des deux éléments (1) couplés à des moyens (6) de comptage de la durée de l'actionnement simultané, de façon à déclencher la disposition de l'embrayage en position débrayée lorsque la durée de l'actionnement simultané des deux éléments (1) excède seuil (T2) déterminé.
6. Dispositif selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les moyens (7 à 9) de temporisation comportent un premier (7) dispositif monostable apte à être basculé dans un état actif pendant une durée (T1) déterminée dans lequel il génère une impulsion électrique, le premier dispositif monostable etant couplé à un second (8) et un troisième (9) dispositif monostable, le second (8) dispositif monostable étant conformé de façon à générer, lors de l'etat actif du premier monostable, une impulsion électrique d'alimentation des moyens (3, 4) d'actionnement de l'embrayage, pour disposer ce dernier en position débrayée, le troisième dispositif monostable étant conformé de façon à générer, lors du passage à l'état inactif du premier (7) monostable une impulsion électrique d'alimentation des moyens (3, 4) d'actionnement pour disposer l'embrayage en position embrayée.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, les premiers moyens de commande comportant un calculateur (2) relié d'une part aux moyens (1) d'incrémentation et d'autre part aux moyens (3, 4) d'actionnement de l'embrayage, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (10, 11) de commutation aptes à relier les moyens (3, 4) d'actionnement de l'embrayage sélectivement, soit aux premiers moyens (2) de commande soit aux moyens de commande (5 à 9) auxiliaires, et en ce 'il comporte des moyens (12) de détection d'une défaillance des premiers moyens (2) de commande aptes à commander les moyens (10, 11) de commutation façon à relier les moyens (3, 4) d'actionnement de l'embrayage aux moyens de commande (5 à 9) auxiliaires lorsqu'une défaillance est détectée.
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