FR2836974A1 - Dispositif electronique et procede de selection de vitesses pour boite de vitesses automatiques - Google Patents

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Abstract

L'invention conceme un dispositif de sélection de vitesses pour boîte de vitesses automatique de véhicule, comprenant une manette (4) mobile en rotation et en translation et des moyens de sélection :- du mode de fonctionnement de la boîte, réalisés par la manette associée à trois pistes magnétiques (10) polarisées et solidaires de la manette en rotation devant trois sondes (11) à effet Hall;- du mode de gestion automatique ou manuelle de la boîte, réalisés par un bouton (M),- du rapport de vitesses en mode manuel, réalisés par la manette associée à deux micro-interrupteurs (R+, R-) actionnés par les déplacements latéraux de celle-ci pour incrémenter et décrémenter le rapport,les signaux délivrés par ces trois moyens étant traités pour déterminer les positions successives de la manette imposées par le conducteur, et piloter l'actionneur (19) de sélection du rapport de la boîte de vitesses (20) et ses différents organes.

Description

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L'invention concerne un dispositif électronique de sélection de vitesses pour une boîte de vitesses automatique ou robotisée dans un véhicule automobile, ainsi qu'un procédé mis en oeuvre par ledit dispositif.
Actuellement, il existe une commande électrique, décrite dans la publication JP 4 817 471, équipée de nombreux boutons destinés à offrir un grand nombre de possibilités de sélection de vitesses pour une boîte de vitesses automatique. Dans une interface électronique, les signaux de tension délivrés par chaque bouton sont convertis numériquement et la combinaison de ces données numériques, établie par une table de vérité, permet d'en déduire une vitesse demandée.
Cet exemple de commande a pour premier inconvénient d'être trop volumineux pour être placé sous le volant du véhicule. Ensuite, si les possibilités de sélection sont nombreuses, elles ne sont pas bien adaptées aux transmissions automatisées les plus récentes. Le diagnostic sur chaque bouton semble difficile à faire, de sorte qu'un courtcircuit apparaissant sur un bouton peut entraîner la sélection d'une même position sur plusieurs boutons, ce qui va perturber le conducteur. De plus, si un problème survient sur un fil, le véhicule peut être immobilisé si la position Parking était sélectionnée.
Le but de l'invention est de pallier ces différents inconvénients et de réaliser l'intégration, dans un seul levier de sélection positionable sous le volant ou à proximité du volant sur le tableau de bord, des fonctions suivantes : - les quatre modes de fonctionnement d'une boîte de vitesses automatisée
Figure img00010001

Parking , Reverse , Neutral et Drive ; - la sélection du mode de gestion manuelle ou automatique de la boîte de vitesses ; - le choix du rapport de vitesses en cas de mode manuel.
Pour cela l'objet de l'invention est un dispositif électronique de sélection de vitesses pour une boîte de vitesses automatique ou robotisée, dans un véhicule automobile, comprenant un levier fixé à une première extrémité près du volant et doté de premiers moyens de sélection du mode de fonctionnement de la boîte de vitesses, de deuxièmes moyens de sélection du mode automatique ou manuel de gestion de la boîte de vitesses et de troisièmes moyens de sélection du rapport de vitesses en mode manuel, caractérisé en ce que le levier comporte une manette fixée à sa seconde extrémité, mobile d'une part en rotation selon quatre crans correspondant aux quatre modes de
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fonctionnement de la boîte de vitesses en mode automatique, et d'autre part en translation horizontale correspondant aux différents rapports de la boîte de vitesses en mode manuel.
Conformément à l'invention : - les premiers moyens de sélection du mode de fonctionnement de la boîte de vitesses sont réalisés par la manette associée à au moins trois sondes à effet Hall, devant chacune desquelles se déplace une piste magnétique polarisée successivement Nord et Sud et solidaire en rotation de la manette ; - les seconds moyens de sélection du mode de gestion automatique ou manuelle de la boîte de vitesses sont réalisés par un bouton placé à l'extérieur du levier, associé à un micro-interrupteur logé à l'intérieur du levier ; - les troisièmes moyens de sélection du rapport de vitesses en mode manuel sont réalisés par la manette associée à deux micro-interrupteurs actionnés par les déplacements latéraux de celle-ci dans deux sens opposés pour incrémenter et décrémenter le rapport de vitesses, et - les signaux délivrés par ces trois moyens de sélection sont adaptés électroniquement dans un module de traitement des signaux et traités dans un boîtier électronique de sélection de vitesses déterminant les positions successives de la manette imposées par le conducteur, et pilotant l'actionneur de sélection du rapport de la boîte de vitesses, ces informations étant ensuite transmises à un module de commande de la boîte de vitesses automatisée pilotant ses différents organes.
Un second objet de l'invention est un procédé de sélection de vitesses pour une boîte de vitesses automatique ou robotisée, consistant à : - mesurer le niveau analogique du signal de sortie de chaque sonde à effet Hall des premiers moyens de sélection du mode de fonctionnement de la boîte de vitesses automatique ; - déterminer le niveau logique 0 ou 1 correspondant au signal de sortie de chacune desdites sondes ; - combiner ces signaux logiques ainsi déterminés ; - comparer la combinaison obtenue aux combinaisons contenues dans une table de vérité préétablie et correspondant d'une part aux quatre positions possibles de la manette et d'autre part à ses trois positions intermédiaires instables ; - détecter les court-circuits et les circuits ouverts affectant lesdits moyens de sélection ; - détecter les défaillances des contacts
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- reconnaître le mode de fonctionnement de la boîte de vitesses en gestion automatique, choisi par le conducteur à partir de la combinaison des signaux logiques.
Selon d'autres caractéristiques, on peut : - déterminer le niveau logique 0 ou 1 correspondant aux tensions de sortie des différents contacts de sélection de mode de gestion automatique ou manuelle de la boîte de vitesses et de sélection du rapport de vitesses en gestion manuelle ; - combiner ces trois signaux logiques et les comparer, dans une table de vérité préétablie, aux combinaisons correspondant d'une part au mode de gestion manuelle ou automatique choisi, et d'autre part au rapport de vitesses sélectionnés ; - décoder le mode demandé par le conducteur et le rapport de vitesses sélectionné en cas de mode manuel de gestion, à partir de la combinaison des valeurs des trois signaux logiques déterminés ; - détecter les appuis simultanés sur deux contacts et les contacts défaillants.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un exemple de réalisation non limitatif, illustrée par les figures suivantes qui sont : - figure 1 : une vue en perspective d'un levier de commande du dispositif électronique de sélection de vitesses selon l'invention ; - figure 2 : une vue de face de pistes magnétiques placées en face de capteurs à effet Hall, à l'intérieur du levier de commande ; - figure 3 : un schéma électronique d'un module de traitement des signaux logé à l'intérieur du levier de commande ; - figure 4 : un schéma électronique d'un module de sélection de vitesses selon l'invention ; - figure 5 : les états logiques possibles d'un capteur à effet Hall équipant le dispositif de commande ; - figures 6a à 69 : les tables de vérité correspondant aux différentes positions du levier, sans et avec défaut sur un signal d'un capteur ; - figures 7 a à 7e : les tables de vérité correspondant aux modes de gestion automatique et manuelle, et aux rapports de vitesses en mode manuel.
Le dispositif de sélection de vitesses d'une boîte de vitesses automatique selon l'invention comprend tout d'abord un levier creux, de faibles dimensions pour se loger aisément derrière le volant, à côté des autres satellites de commande des feux de
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signalisation du véhicule, des essuie-glaces, de la radio, etc... Il est sensiblement de forme cylindrique, par exemple de 15 cm de longueur et de 2,8 cm de diamètre intérieur environ. Comme le montre le schéma de la figure 1, ce levier de sélection 1 comporte une partie fixe, le corps du levier 2, fixé par une extrémité 21 au montant 3 du volant, au moyen de vis 31 par exemple, et à son autre extrémité 22 une partie mobile, ou manette 4, dans le prolongement du corps 2. A l'intérieur du levier creux est logée, sensiblement selon son axe de symétrie A, une première tige 51 reliée par une première rotule 61 au corps fixe du levier, et par une seconde rotule 62 à une seconde tige 52, ces deux tiges étant toutes les deux solidaires de la manette 4 et dont la première 51 est destinée à assurer la rotation autour de son axe selon deux sens de rotation contraires, et dont la seconde 52 est destinée à assurer le déplacement horizontal dans deux directions opposées, autour d'un axe vertical B.
La rotation de la manette par le conducteur du véhicule se fait selon quatre crans représentant quatre modes distincts de fonctionnement de la boîte de vitesses correspondant aux deux positions d'arrêt du véhicule Parking , soit transmission bloquée, et Neutral , soit transmission libre, et au fonctionnement de la boîte de vitesses en marche avant, soit Drive , et en marche arrière, soit : Reverse . Les quatre positions sont repérées sur le corps du levier 2, par des lettres par exemple et sur la manette par un point, pour aider le conducteur à sélectionner le mode de fonctionnement de la boîte de vitesses. Un moyen 8 de verrouillage mécanique des crans, tel un bouton 8, est prévu sur la manette, qui doit être enfoncé par le conducteur pour tourner la manette de sélection, puis relâché pour verrouiller le cran sélectionné. Sur un écran de visualisation placé au niveau du tableau de bord, le conducteur peut vérifier le mode de fonctionnement choisi, (P, R, N, D), de la boîte de vitesses automatique et en plus le rapport de boîte courant en cas de mode manuel seulement.
Le corps 2 du levier comporte de plus un moyen M de sélection du mode automatique ou manuel de gestion de la boîte de vitesses, comme un autre bouton par exemple. A condition que le fonctionnement de la boîte de vitesses en position marche avant Drive soit sélectionné, par une impulsion sur le bouton M, le conducteur peut sélectionner le mode manuel afin d'imposer des rapports de vitesses, et il incrémente ou décrémente le rapport de vitesses en déplaçant la manette 4 par impulsions dans un plan. Par une seconde impulsion sur ce bouton, le conducteur sélectionne le mode de gestion automatique de la boîte de vitesses.
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Premièrement, pour sélectionner un des quatre modes de fonctionnement de la boîte de vitesses automatique par la rotation de la manette 4, à l'intérieur du corps 2 du levier, sont implantés deux circuits imprimés en forme de disques 91 et 92, parallèles et perpendiculaires aux tiges 51 et 52. Un premier disque 91 est immobile et solidaire du corps 2 du levier et le second disque 92 est mobile en rotation et solidaire de la tige 51 pour tourner en même temps que la manette de sélection. Pour définir la position de la manette 4, au moins trois pistes magnétiques 10, en forme d'anneaux concentriques, et composées de segments polarisés Nord et Sud, sont implantées sur le second disque mobile 92 comme le montre la vue de face de la figure 2. Chacune de ces pistes est positionnée en face d'un capteur ou sonde 11 à effet Hall, immobile par rapport aux pistes qui se déplacent angulairement. Ces trois capteurs implantés sur le premier disque immobile 91, constituant un module de traitement des signaux, sont positionnés angulairement à 1200 les uns des autres par rapport à l'axe de la tige 5 et sont décalés radialement pour se placer chacun en regard d'un anneau magnétique.
Les segments des pistes polarisés Sud restent en clair et les segments de pistes polarisés Nord sont grisés par exemple sur la figure 2. Comme le montre la figure 1, lorsque la manette 4 est actionnée en rotation par le conducteur, elle déplace angulairement les pistes magnétiques devant ces trois sondes 11. Chaque sonde à effet Hall étant équivalente à une cellule magnétique, elle produit un signal électrique différent suivant le pôle magnétique devant lequel elle se trouve.
Sur le circuit imprimé du module immobile 91 de traitement des signaux, logé à l'intérieur du corps du levier, sont également implantés, comme cela est représenté sur le schéma de la figure 3, des moyens 13 d'alimentation des sondes 11 par la batterie BAT du véhicule, des moyens de filtrage des signaux d'entrée et de sortie de chaque sonde 11, les pistes de connexion entre ces différents moyens, ainsi que des moyens 14 de connexion à la masse d'un module électronique 30 de sélection de vitesses qui sera décrit par la suite, Ces moyens de filtrage, pour chaque sonde à effet Hall, sont une capacité de filtrage Ce placée en entrée de chacune d'elle, et une autre capacité de filtrage Cs placée en sortie. Dans une version non limitative, les signaux de sortie des sondes sortent du corps du levier par un câblage électrique 150 pour aboutir à un connecteur 15 enfichable, comme le montre la figure 1. Dans ce cas, un câblage 160 effectue la liaison du module 91 de traitement des signaux au module électronique 30 de sélection de vitesses.
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Comme le montre le schéma de principe de la figure 4, le module de traitement 9, comprenant entre autres les sondes est connecté au module électronique 30 de sélection de vitesses. Ce dernier est constitué de trois unités : - une unité électronique d'adaptation des signaux 16 - une unité de commande 17 - une unité de puissance 18 Dans une version filaire par un câblage 160, il comporte de plus un connecteur d'entrée et de sortie 15'.
L'unité électronique 16 comprend des moyens d'adaptation en particulier des signaux de sortie des sondes aux entrées analogiques de l'unité de commande 17 avec microprocesseur, destinée à déterminer les positions successives de la manette sélectionnées par le conducteur. Ces informations de position sont décodées et diagnostiquées par l'unité de commande 17 par association dans des tables de vérité. En fonction du résultat, l'unité de commande 17 va piloter un actionneur électrique 19 situé sur la boîte de vitesses automatique 20, grâce à l'unité de puissance 18 qui transforme les informations de pilotage de l'actionneur en signaux de puissance pour mettre en mouvement le moteur électrique de l'actionneur, et ainsi positionner la boîte de vitesses automatique au mode de fonctionnement choisi Parking , Neutral , Reverse ou Drive . En retour, l'unité de puissance reçoit la position exacte de l'actionneur au moyen d'un capteur électronique 190.
Puis cette unité de commande 17 transmet au module 25 de commande de la boîte de vitesses automatique, par son réseau multiplexé CAN, les informations sur la sélection de vitesses demandée et sur la position de l'actionneur de sélection de vitesses dans la boîte de vitesses. Ainsi le module de commande de la boîte de vitesses pourra positionner les organes de celle-ci suivant le mode de fonctionnement choisi à l'arrêt P ou N, en marche arrière R, ou en marche avant D.
Chacune des trois sondes délivre un signal de tension représentatif de la position de la piste magnétique, c'est-à-dire du pôle Nord ou Sud, située en face d'elle.
Pour des raisons de diagnostic des signaux et une meilleure protection contre les perturbations des champs électriques, ces signaux de tension UA, Us ou uc sont convertis en signaux de courant IA, Is ou c, par l'intermédiaire de circuits 163 de l'unité électronique 16 d'adaptation, qui sont envoyés sur trois entrées analogiques EA, Es et Ec de l'unité de commande 17. Le niveau de courant de chaque signal analogique est
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mesuré puis traité par le microprocesseur qui détermine un niveau logique 0 ou 1 correspondant à un état logique 0 ou 1 de chaque sonde.
La figure 5 est une représentation graphique des états logiques d'un capteur à effet Hall en fonction du niveau de courant 1 du signal analogique mesuré à sa sortie. L'état logique bas ou 0 est défini entre un premier seuil minimal 4 mA et un premier seuil maximal 6,9 mA et l'état logique haut ou 1 entre un second seuil minimal 10 mA et un second seuil maximal 17 mA. Entre ces deux états, la sonde à effet Hall est considérée comme défaillante, alors qu'un courant mesuré inférieur à 4 mA est significatif d'un court-circuit à la masse et qu'un courant mesuré supérieur à 17 mA est significatif d'un court-circuit au +BAT ou un circuit ouvert.
Deuxièmement, pour sélectionner le mode de gestion automatique ou manuelle de la boîte de vitesses, le conducteur doit tourner la manette 4 en position Drive puis appuyer sur le bouton impulsionnel M, placé sur le corps du levier 2 et constitué d'un interrupteur de très petite taille, appelé micro-swich .
Ayant choisi le mode de gestion manuelle de la boîte de vitesses, le conducteur peut également imposer un rapport de vitesses, et pour cela il déplace la manette 4, au bout du corps du levier, par des impulsions dans un plan horizontal, dans une direction donnée pour incrémenter le rapport, et dans la direction opposée pour décrémenter le même rapport. Dans le corps 2 du levier sont logés deux très petits interrupteurs R+ et R-, alimentés par la tension de la batterie et placés de part et d'autre de la seconde tige 52 afin de connaître le sens de déplacement de la manette.
Ainsi, la manette peut être tirée vers l'arrière pour décrémenter le rapport de vitesses ou poussée vers l'avant au contraire pour l'incrémenter. L'affichage du rapport courant, parmi les cinq rapports possibles, est prévu sur un écran installé sur la planche de bord.
Les trois interrupteurs M, R+ et R-sont du type à fermeture, à chacun desquels sont reliés des moyens 22 d'adaptation électronique, tels un inverseur, implantés également sur le circuit imprimé du module 9, de traitement des signaux ( figure 3) et qui inversent la logique du contact de chaque bouton devenant ainsi un contact à ouverture, c'est-à-dire que l'interrupteur associé au bouton est ouvert quand on appuie sur le bouton. L'unité électronique 16 d'adaptation du dispositif comporte également des résistances 162 de protection et d'adaptation des signaux de sortie des interrupteurs M de mode, R+ d'incrémentation et R-de décrémentation des
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rapports aux entrées numériques de l'unité de commande 17 avec microprocesseur.
Cela permet de déceler les circuits ouverts de connexion-cas les plus fréquents-, de protéger les entrées du microprocesseur contre les court-circuits et d'alimenter les contacts des interrupteurs.
Les signaux de tension UM, u+ et u. en sortie des inverseurs 22 sont envoyés sur trois entrées numériques eM, e+ et e. de l'unité de commande 17, qui basculent sur un niveau logique 0 ou 1 correspondant au niveau de tension. Les signaux logiques Sm, S+ et S., provenant des entrées numériques sont soit dans l'état logique bas ou 0, si le contact est au repos et donc que sa tension d'entrée est inférieure à un seuil minimal déterminé, 1,5 volt notamment, soit dans l'état logique haut ou 1, si le contact est appuyé et donc que sa tension d'entrée est supérieure à un seuil maximal déterminé, 11,5 volts par exemple. Le microprocesseur de l'unité de commande 17 procède au décodage des trois fonctions pouvant être demandées par le conducteur : changement de mode de gestion automatique ou manuelle de la boîte de vitesses, et dans ce dernier cas, incrémentation ou décrémentation du rapport de vitesse, par association des trois signaux dans des tables de vérité. Ces deux informations sur le mode de gestion choisi et le rapport imposé par le conducteur en cas de mode manuel sont envoyées à l'unité 25 de commande de la boîte de vitesses automatique.
Un second objet de l'invention est un procédé de sélection de vitesses pour boîte de vitesses automatique pilotée par le dispositif décrit auparavant et consistant à analyser les signaux issus du levier en gestion automatique de la boîte de vitesses.
Pour cela, il mesure le niveau analogique du courant de sortie de chaque sonde à effet Hall, placée sur le disque immobile 91 devant une piste magnétique du disque mobile 92 comme le montre la figure 2, et en détermine le niveau logique 0 ou 1 correspondant. Selon une caractéristique essentielle, pour assurer la fiabilité du dispositif face à une défaillance d'un contact ou d'un fil de connexion, le microprocesseur de l'unité de commande 17 du module de sélection 30 procède au décodage des quatre positions de la manette 4 correspondant aux différents modes de fonctionnement de la boîte de vitesses automatique à partir des valeurs des trois signaux logiques qu'il a déterminées, combine ces trois niveaux et compare la combinaison obtenue à une table de vérité préétablie. Celle-ci contient les combinaisons correspondant d'une part aux quatre positions possibles de la manette et d'autre part à ses trois positions intermédiaires, instables et difficiles à décoder. En effet, contrairement aux capteurs frottants utilisant des pistes conductibles électriquement, les capteurs à effet Hall sont sans frottement et sensibles aux pôles
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magnétiques. Les pistes, implantées en face des capteurs, sont magnétisées très précisément les unes par rapport aux autres et solidaires de l'axe de rotation du levier 1. En conséquence, le recouvrement des pistes est presque indétectable et les trois positions intermédiaires, entre deux des quatre positions du mode automatique comme Parking et Reverse par exemple, sont alors détectables par les combinaisons des niveaux logiques.
La table de vérité, représentée sur la figure 6as correspond aux trois signaux SA, SB, Sc logiques issus des trois sondes à effet Hall. Dans les quatre colonnes P, R, N et D, correspondant aux quatre modes de fonctionnement de la boîte de vitesses automatique, sont indiquées les différentes combinaisons des signaux logiques SA, SB
Figure img00090001

et Sc. Dans les trois colonnes P/R, R/N et N/D sont indiqués les différents basculements des trois signaux logiques, correspondant aux trois positions intermédiaires. La position Parking est représentée par la combinaison de trois signaux au niveau 0 ; la position Reverse est représentée par la combinaison d'un signal au niveau 0, par exemple SA et de deux signaux SB et Sc à 1 ; la position Neutre est représentée par une deuxième combinaison d'un signal au niveau à 0, Sc par exemple et de deux signaux à 1, SB et SA ; enfin la position Drive est représentée par une troisième combinaison d'un signal au niveau à 0, SB par exemple et de deux signaux à 1, Sc et SA. Ces combinaisons apparaissent également sur les pistes magnétiques dessinées sur la figure 2.
Pour diagnostiquer un court-circuit au +BAT ou un circuit ouvert sur un des trois signaux SA, Se, Sc logiques issus des trois sondes à effet Hall, on mesure le courant, et s'il est supérieur au second seuil maximal de 17 mA, un défaut de court-circuit est déclaré sur le signal défaillant. En mode dégradé, la combinaison des deux autres signaux permet ainsi de reconnaître les quatre modes de fonctionnement de la boîte automatique jusqu'à réparation de cette défaillance.
Les tables de vérité, représentées sur les figures 6b, 6d et 6f, donnent les valeurs de signaux logiques SA, SB et Sc pour les différentes positions du mode automatique, ainsi que pour les positions intermédiaires, dans le cas d'un court-circuit au +BAT, ou d'un circuit ouvert, sur les signaux SA, SB et Sc respectivement qui gardent donc toujours le niveau 1. Malgré cette défaillance sur un des signaux, il est possible de reconnaître la position de la manette grâce aux deux autres signaux non défaillants.
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Pour diagnostiquer un court-circuit à la masse sur un des trois signauxSA, SB ou Sc, on mesure le courant et si son niveau est inférieur au premier seuil minimal de 4 mA, un défaut de court-circuit à la masse est déclaré sur le signal défaillant, qui garde alors toujours le niveau 0. En mode dégradé, la combinaison des deux autres signaux permet de reconnaître les quatre modes de fonctionnement de la boîte de vitesses jusqu'à la réparation de cette défaillance.
Les tables de vérité représentées sur les figures 6c, 69 et 6e correspondent
Figure img00100001

respectivement à un court-circuit à la masse des signaux SA, SB ou Se, et la reconnaissance des positions par les autres signaux. Si deux défauts sont déclarés, il n'est plus possible de reconnaître les positions.
Le procédé de commande selon l'invention consiste également à déterminer le mode de gestion automatique ou manuelle de la boîte de vitesses ainsi que l'incrémentation ou la décrémentation des rapports de vitesses en mode manuel. Pour cela, il analyse les signaux issus des différents contacts de sélection de mode et d'incrémentation et de décrémentation de rapports. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le microprocesseur de l'unité de commande 17 détermine le niveau logique 0 ou 1 correspondant aux tensions de sortie de ces contacts et procède au décodage de la fonction demandée par le conducteur, à partir des valeurs des trois signaux logiques déterminés, puis par combinaison de ces trois niveaux qui est comparée, dans une table de vérité préétablie, aux combinaisons correspondant d'une part au mode manuel ou automatique choisi, et d'autre part aux rapports de vitesse sélectionnés.
La table de vérité, représentée sur la figure 7 correspond à des contacts sans défaut dans les trois interrupteurs M, R+ et R. Dans la première colonne position hors Drive figure la combinaison des trois signaux SM, S+ et S- correspondant aux trois contacts M, R+ et R au repos alors que la manette 4 est en position d'arrêt P ou N, ou en marche arrière R, donc pas en position Drive de conduite, donc d'avancement du véhicule. Par contre dans la deuxième colonne position Drive , alors que le véhicule roule, figure la combinaison des signaux correspondant à des contacts au repos. Si la position initiale correspond au mode de gestion automatique et si dans la troisième colonne M, la combinaison fait apparaître un changement de mode
Figure img00100002

demandé dans la case SM dont le niveau passe de 0 à 1 car le contact Mode a été appuyé, cela signifie que le mode de gestion doit devenir manuel. Dans ce cas, tout changement de niveau de 0 à 1 dans une des deux cases S+ ou S- des colonnes R+ ou
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R suivantes correspond respectivement à une incrémentation ou à une décrémentation du rapport de vitesses demandé. Un nouveau passage du niveau de 0 à 1 dans la case SM de la troisième colonne Mode signifiera alors un retour au mode de gestion automatique.
L'unité de commande détermine la fonction demandée par le conducteur à partir de la combinaison reconnue des trois signaux Sm, S, et S. Elle détecte les cas où deux contacts sont actionnés en même temps sous l'effet de mauvaises manoeuvres du conducteur, ou les défaillances des contacts, et empêche la commande sélectionnée d'être réalisée. L'unité 17 peut également diagnostiquer des problèmes de court-circuit ou de circuit ouvert sur ces trois contacts, à partir de l'établissement préalable des combinaisons des trois signaux logiques SM, S+ et S. Ainsi, la table de la figure 7b correspond à un circuit ouvert sur le contact du bouton M pour le choix du mode, qui se traduit par un niveau 1 alors que le contact est au repos. Dans toute la table de vérité, le niveau du signal SM reste à 1, ce qui se traduit par le fait que le mode reste le même que les contacts soient au repos, en position P, R, N ou Drive, ou appuyés en position Drive. En position P, R, ou N le défaut est détecté immédiatement, le contact doit être au repos, alors qu'en position Drive le défaut est détecté par les combinaisons du signal M de la première colonne avec les signaux logiques dans les deux colonnes R+ et R-où ces contacts d'incrémentation et de décrémentation sont appuyés par le conducteur. Par la combinatoire des trois contacts, les demandes d'incrément ou de décrément de rapports sont détectés mais ne peuvent être validés, le défaut sur le bouton M est validé et le mode dégradé, qui est le retour en mode automatique ou pas de passage en mode manuel, est adopté.
Par contre, dans la table de la figure 7e qui correspond à un court-circuit à la masse de ce même contact, le niveau SM reste à 0, ce qui se traduit par une impossibilité à passer en mode manuel ou en mode automatique. Les demandes d'incrémentation et de décrémentation des rapports de vitesse sont détectées mais non validées. De même, si un court-circuit à la masse est sur le contact R+ ou R-, le niveau S+ ou S-reste à 0, mais le mode de gestion manuelle peut être validé sans pouvoir incrémenter ou décrémenter le rapport Pour éviter cet inconvénient, l'utilisation d'entrées analogiques permettraient de détecter un niveau de tension à 0 Volt, de déclarer un défaut, de passer en mode automatique permanent et de protéger le contact en coupant l'alimentation. Elles permettraient aussi de détecter les courtcircuits au +BAT, non traités dans les tables de vérité, car ceux-ci n'ont aucune incidence sur la fonctionnalité dans ce cas-là.
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Les tables des figures 7d et 7e correspondent à un circuit ouvert sur les contacts respectivement d'incrémentation et de décrémentation des rapports de vitesse, qui présentent des défaillances empêchant la décrémentation ou l'incrémentation en mode manuel. Les contacts d'incrémentation et de décrémentation défaillants délivrent un signal constant de valeur égale à 1, quel que soit le changement de mode demandé.
Par la combinatoire des trois contacts, en position P, R, ou N le défaut est détecté immédiatement, le contact doit être au repos, alors qu'en position Drive le défaut est détecté lorsque l'un des autres contacts est actionné. Alors le défaut sur l'un des boutons R+ ou R-est validé et le mode dégradé adopté est le retour en mode automatique ou pas de passage en mode manuel, les demandes de changement de mode de gestion ou de changement de rapport de vitesses ne pouvant être réalisées.
Le dispositif de sélection selon l'invention présente l'avantage de regrouper, dans un même levier près du volant, les moyens de sélection du mode de fonctionnement de la boîte de vitesses automatique, les moyens de sélection du mode de gestion automatique ou manuelle de la boîte, les moyens de sélection du rapport de vitesses en mode manuel. Grâce au procédé, il est possible de reconnaître ces sélections du conducteur malgré des défaillances sur certains moyens par l'adoption de modes dégradés.

Claims (17)

REVENDICATIONS
1. Dispositif électronique de sélection de vitesses pour boîte de vitesses automatique ou robotisée, dans un véhicule automobile, comprenant un levier fixé à une première extrémité près du volant et doté de premiers moyens de sélection du mode de fonctionnement de la boîte de vitesses, de deuxièmes moyens de sélection du mode de gestion automatique ou manuelle de la boîte et de troisièmes moyens de sélection du rapport de vitesses en mode manuel, caractérisé en ce que : - le levier (1) comporte une manette (4) fixée à sa seconde extrémité (22), mobile à la fois en rotation selon quatre crans correspondant aux quatre modes de fonctionnement de la boîte automatique et en translation horizontale correspondant aux différents rapports de la boîte, - les premiers moyens de sélection du mode de fonctionnement de la boîte sont réalisés par la manette associée à au moins trois sondes (11) à effet Hall, devant chacune desquelles se déplace une piste magnétique (10) polarisée successivement Nord et Sud et solidaire en rotation de la manette ; - les deuxièmes moyens de sélection du mode de gestion automatique ou manuelle de la boîte sont réalisés par un bouton (M) placé à l'extérieur du levier (1), constitué d'un micro-interrupteur (21) logé à l'intérieur du levier ; - les troisièmes moyens de sélection du rapport de vitesses en mode manuel sont réalisés par la manette associée à deux micro-interrupteurs (R+, R-) actionnés par les déplacements latéraux de celle-ci dans deux sens opposés pour incrémenter et décrémenter le rapport de vitesses, et en ce que les signaux délivrés par ces trois moyens de sélection sont adaptés électroniquement dans un module de traitement des signaux (91) et traités dans un module électronique (30) de sélection de vitesses déterminant les positions successives de la manette imposées par le conducteur, et pilotant l'actionneur (19) de sélection du rapport de la boîte de vitesses (20), ces informations étant ensuite transmises à un module (25) de commande de la boîte de vitesses automatisée pilotant ses différents organes.
2. Dispositif de sélection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le levier de commande (1) est creux, sensiblement de forme cylindrique et de faibles dimensions pour se loger aisément derrière le volant, comprenant un corps (2) fixé par une première extrémité (22) au montant (3) du volant et à son autre extrémité (22) une manette (4) mobile de même axe de symétrie (A) que le levier, et en ce qu'à l'intérieur du levier est logée une première tige (5,) reliée par une première rotule (61) au corps
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du levier et par une seconde rotule (62) à une seconde tige (52), ces deux tiges étant toutes les deux solidaires de la manette (4) et dont la première (51) est destinée à assurer la rotation autour de son axe selon deux sens de rotation contraires, et dont la seconde (52) est destinée à assurer le déplacement horizontal dans deux directions opposées.
3. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rotation de la manette (4) par le conducteur du véhicule se fait selon quatre crans représentant quatre modes distincts de fonctionnement de la boîte de vitesses, correspondant d'une part aux deux positions d'arrêt du véhicule soit transmission bloquée Parking , et transmission libre Neutral , et d'autre part au fonctionnement de la boîte de vitesses en marche arrière Reverse , et en marche avant Drive , les quatre positions étant repérées sur le corps (2) du levier (1) pour aider le conducteur à sélectionner le fonctionnement de la boîte de vitesses.
4. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu sur la manette (4) un moyen (8) de verrouillage mécanique des crans, tel un bouton, destiné à être enfoncé par le conducteur pour tourner la manette (4) puis relâché pour verrouiller le cran sélectionné.
5. Dispositif de commande selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, pour sélectionner un des quatre modes de fonctionnement de la boîte de vitesses par la rotation de la manette (4), à l'intérieur du corps (2) du levier sont implantés deux circuits imprimés en forme de disques (9, et 92), parallèles et perpendiculaires aux tiges (51 et 52), un premier disque (9,) étant immobile et solidaire du corps (2) du levier et le second disque (92) étant mobile en rotation et solidaire de la tige (51) pour tourner en même temps que la manette, en ce qu'au moins trois pistes magnétiques (10), en forme d'anneaux concentriques, composées de segments polarisés Nord et Sud, sont implantées à l'intérieur du corps du levier (2) sur le disque (92) mobile, chacune de ces pistes étant positionnée en face d'une sonde (11) à effet Hall, immobile par rapport aux pistes qui se déplacent angulairement, et en ce que ces trois sondes sont implantées sur le circuit imprimé du premier disque immobile (91) et positionnées angulairement à 1200 les unes des autres par rapport à l'axe des tiges et décalées radialement pour se placer chacune en regard d'une piste magnétique, et produire un signal électrique différent suivant le pôle magnétique devant lequel elle se trouve.
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6. Dispositif de commande selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que, à l'intérieur du corps (2) du levier sur le circuit imprimé immobile (91) sont également implantés des moyens (13) d'alimentation des sondes (11) à effet Hall par la batterie (BAT) du véhicule, des moyens de filtrage des signaux d'entrée et de sortie de chaque sonde (11), les pistes de connexion entre ces différents moyens et des moyens (14) de connexion à la masse électrique du module électronique (30) de sélection de vitesses, l'ensemble de ces moyens implantés sur le disque (91) constituant un module de traitement des signaux.
7. Dispositif de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de filtrage de chaque sonde (11) à effet Hall, sont d'une part une capacité de filtrage (Ce) placée en entrée de chacune d'elle, et d'autre part une autre capacité de filtrage (Cs) placée en sortie.
8. Dispositif de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module électronique (30) de sélection de vitesses comporte : - une unité (16) électronique d'adaptation en particulier des signaux de sortie des sondes (11) à effet Hall aux entrées analogiques d'une unité de commande (17) - une unité de commande (17) avec microprocesseur, destinée à décoder et déterminer les positions successives de la manette sélectionnées par le conducteur pour d'une part piloter un actionneur électrique (19) situé sur la boîte de vitesses automatique (20), et d'autre part pour transmettre à un module (25) de commande de la boîte de vitesses les informations sur la sélection de vitesses demandée et sur la position de l'actionneur de sélection de vitesses dans la boîte ; - une unité de puissance (18), transformant les informations de pilotage de l'actionneur (19) en signaux de puissance pour mettre en mouvement le moteur électrique de l'actionneur et recevant en retour la position exacte de l'actionneur par un capteur (190) électronique.
9. Dispositif de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacune des trois sondes (11) à effet Hall délivre un signal de tension représentatif de la position de la piste magnétique, c'est-à-dire du pôle Nord ou Sud, située en face d'elle, ces signaux de tension (UA, Ua ou Uc) étant convertis en signaux de courant (ira, IB ou c), par l'intermédiaire de circuits (163) de l'unité (16) d'adaptation, qui sont envoyés sur trois entrées analogiques (EA, EB et Ed de l'unité de commande (17), et en ce que le niveau de courant de chaque signal analogique est mesuré puis traité par
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le microprocesseur qui détermine un niveau logique 0 ou 1 correspondant à un état logique 0 ou 1 de chaque sonde.
10. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trois interrupteurs (M, R+ et R-) sont du type à fermeture, à chacun desquels sont reliés des moyens (22) d'adaptation électronique, tels un inverseur, implantés sur le circuit imprimé du disque immobile (91) dans le levier (1) et qui inversent la logique du contact de chaque bouton devenant ainsi un contact à ouverture, et en ce que l'unité (16) électronique d'adaptation du module (30) comporte également des moyens de protection (162) des signaux de sortie des interrupteurs (M) de mode et (R+) d'incrémentation et (R-) de décrémentation des rapports de vitesses aux entrées numériques (eM, e+, e-) de l'unité de commande (17) avec microprocesseur, destinée également à la sélection du mode manuel ou automatique et des rapports de vitesse en mode manuel.
11. Procédé de sélection de vitesses pour une boîte de vitesses automatique ou robotisée, mis en oeuvre dans un véhicule automobile équipé d'un dispositif selon l'une des revendications précédentes 1 à 10, caractérisé en ce qu'il consiste, alors que le mode de gestion automatique de la boîte de vitesses est choisi par le conducteur, à : - mesurer le niveau analogique du signal de sortie de chaque sonde (11) à effet Hall des premiers moyens de sélection du mode de fonctionnement de la boîte de vitesses automatique ; - déterminer le niveau logique 0 ou 1 correspondant au signal de sortie de chacune desdites sondes ; - combiner ces signaux logiques (SA, SB, SC) ; - comparer la combinaison obtenue aux combinaisons contenues dans une table de vérité préétablie et correspondant d'une part aux quatre positions possibles de la manette (4) et d'autre part à ses trois positions intermédiaires instables ; - détecter les court-circuits et les circuits ouverts affectant lesdits moyens de sélection ; - reconnaître le mode de fonctionnement de la boîte de vitesses en gestion automatique choisie par le conducteur à partir de la combinaison des signaux logiques.
12. Procédé de sélection selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'état logique bas ou 0 d'un capteur à effet Hall en fonction du courant mesuré à sa sortie est défini entre un premier seuil minimal, 4 mA par exemple, et un premier seuil maximal,
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6,9 mA par exemple, et l'état logique haut ou 1 est défini entre un second seuil minimal, 10 mA par exemple, et un second seuil maximal, 17 mA par exemple, et en ce que, entre ces deux états, le capteur à effet Hall est considéré comme défaillant, alors qu'un courant mesuré inférieur au premier seuil minimal est significatif d'un courtcircuit à la masse et qu'un courant mesuré supérieur au second seuil maximal est significatif d'un court-circuit au +BAT ou un circuit ouvert.
13. Procédé de sélection de vitesses pour une boîte de vitesses automatique ou robotisée, mis en oeuvre dans un véhicule automobile équipé d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il analyse les signaux issus des différents contacts de sélection de mode (M) et d'incrémentation (R+) et de décrémentation (R-) de rapports de vitesses, ce qui consiste à : - déterminer le niveau logique 0 ou 1 correspondant aux tensions de sortie des différents contacts de sélection de mode (M) et de rapports de vitesse (R+, R-) ; - combiner ces trois signaux logiques (SM, S+, S-) et les comparer, dans une table de vérité préétablie, aux combinaisons correspondant d'une part au mode de gestion manuelle ou automatique choisi de la boîte de vitesses, et d'autre part aux rapports de vitesse sélectionnés ; - décoder le mode de gestion demandé par le conducteur et le rapport de vitesses sélectionné en cas de mode manuel, à partir de la combinaison des valeurs des trois signaux logiques déterminés ; - détecter les appuis simultanés sur deux contacts et les contacts défaillants.
14. Procédé de sélection selon la revendication 13, caractérisé en ce que les signaux logiques (SM, S+ et S), correspondant aux tensions de sortie des différents contacts de sélection de mode (M) et de rapports de vitesse (R+, R-) ; sont soit dans l'état logique bas ou 0, si le contact est au repos et donc que sa tension d'entrée est inférieure à un seuil minimal déterminé, 1,5 volt notamment, soit dans l'état logique haut ou 1, si le contact est appuyé et donc que sa tension d'entrée est supérieure à un seuil maximal déterminé, 11,5 volts par exemple.
15. Procédé de sélection selon la revendication 11, caractérisé en ce que, pour diagnostiquer un court-circuit au + BAT ou à la masse, ou bien un circuit ouvert sur un des signaux logiques (SA, SB, Sc) issus des sondes à effet Hall, les combinaisons des trois signaux sont préétablies de façon à représenter les quatre modes de fonctionnement de la boîte de vitesses en gestion automatique à partir de seulement deux signaux.
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16. Procédé de sélection selon la revendication 15, caractérisé en ce que, pour diagnostiquer un court-circuit au +BAT ou un circuit ouvert sur un des trois signaux (SA, SB, Sc) logiques issus des trois sondes à effet Hall, il consiste à mesurer le courant, et s'il est supérieur au second seuil maximal de 17 mA, un défaut de courtcircuit ou de circuit ouvert est déclaré sur le signal défaillant et un mode dégradé est mis en place à partir de la combinaison des deux autres signaux non défaillants, et pour diagnostiquer un court-circuit à la masse sur un des trois signaux (SA, SB ou Sc), on mesure le courant et si son niveau est inférieur au premier seuil minimal de 4 mA, un défaut de court-circuit à la masse est déclaré sur le signal défaillant, et un mode dégradé est mis en place à partir de la combinaison des deux autres signaux.
17. Procédé de sélection selon la revendication 11, caractérisé en ce que, pour diagnostiquer un court-circuit à la masse ou un circuit ouvert, un contact défaillant bloqué dans une seule position sur un des signaux logiques (S, v,, S+, S-), les combinaisons des trois signaux sont préétablies de façon à représenter le choix du mode de gestion de la boîte de vitesses, et dans le cas du mode manuel, l'incrémentation ou la décrémentation du rapport de vitesses.
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