WO2002078996A1 - Dispositif d'estimation de la charge d'un vehicule et vehicule a transmission automatique utilisant un tel dispositif - Google Patents

Dispositif d'estimation de la charge d'un vehicule et vehicule a transmission automatique utilisant un tel dispositif Download PDF

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WO2002078996A1
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Frédéric Roudeau
Ahmed Kefti-Cherif
Dirk Von Wissel
Laurent Royer
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Renault S.A.S.
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    • F16H2059/148—Transmission output torque, e.g. measured or estimated torque at output drive shaft

Definitions

  • Vehicle load estimation device and automatic transmission vehicle using such a device.
  • the present invention relates to a device for estimating the load of a vehicle. It also relates to an automatic transmission vehicle using such a device.
  • a continuously or infinitely variable mechanical transmission makes it possible to choose any gear ratio on the mechanical transmission system between the engine and the wheels, within the operating range of the organ.
  • the ratio can thus evolve continuously without the traditional gear changes felt in discreet gear transmissions.
  • This transmission has only one source of mechanical power, whether of thermal, electrical or any other kind.
  • the state of the art vehicle load estimation devices do not take account of variations in the transmission ratio.
  • the load estimation device produces a load reference signal which is erroneous.
  • the invention provides a solution which allows variations in the transmission ratio to be taken into account, providing a better feeling of driving and better monitoring of the characteristics of the rolling vehicle.
  • the use of a load estimator for discrete report transmission systems includes a risk of significant errors for the devices connected to the estimation device. of the load, and this results in a loss of precise control of the vehicle, generating an unpleasant driving inconvenience for the driver.
  • the invention provides a solution which allows variations in the transmission ratio to be taken into account on continuously or infinitely variable transmissions, thereby providing a better driving sensation and better monitoring of the characteristics of the rolling vehicle on these transmissions.
  • the present invention remedies these drawbacks of this state of the art.
  • the present invention relates to a device for estimating the load of a vehicle.
  • the invention is essentially characterized in that it comprises a first means for calculating a static component of the load and a second means for calculating a dynamic component of the load and a third means for producing a signal representative of the vehicle load .
  • the second means for calculating a dynamic component of the load comprises a time derivation operator (d / dt) which receives a quantity representative of the instantaneous transmission ratio, calculated using an operator as a divider which receives as input the signals representative of the speed of rotation of the motor of a sensor and of the speed of rotation of the wheels of a sensor.
  • the second means for calculating a dynamic component of the load also comprises a circuit executing a transfer function representative of an estimate of the dynamic component proper of the load, as a part associated with the Torque under variable transmission ratio, one input terminal of which is connected to the output of the bypass operator.
  • the second means for calculating a dynamic component of the load comprises a circuit executing a transfer function representative of an estimate of the resisting couples, comprising friction on the road and aerodynamic behaviors, including a terminal input is connected to a vehicle speed sensor, particularly the speed of rotation of the vehicle wheels, and an output terminal of which produces a signal representative of an estimate of the resistant torques.
  • the second means for calculating a dynamic component of the load also includes a time derivation operator (d / dt) which is connected to the vehicle speed sensor, particularly the speed of rotation wheels of the vehicle, and an output of which is connected to an input of a circuit executing a transfer function representative of an estimate of the inertia torques of the vehicle, and of which an output produces a signal representative of the couples of vehicle inertia.
  • d / dt time derivation operator
  • the first means for calculating a static component of the load comprises a circuit executing a transfer function to reduce the value of the torque measured at the wheels of the vehicle, an input of which is connected to the output d a sensor for measuring the engine torque or at the output of a software estimator of the instantaneous engine torque and of which an output is connected to an input of the third means.
  • the operating parameters of the vehicle are expressed in terms of forces and the first, second and third means are arranged so that the device produces an output signal representative of the load of the vehicle expressed by:
  • the first, second and third means are arranged so that the device produces at output a signal representative of the load of the vehicle expressed by a combination in terms of coupling or of forces expressed by:
  • Vehicle_load ⁇ 3. Motor_effort - ⁇ 3.Resist_couples - ⁇ 3. (D / dt). (Wheel_speed) - ⁇ 3. (D / dt). (Rapport_de_trans) According to one aspect of the invention, the transfer functions are carried out by multipliers by coefficients prerecorded in memories in each of the circuits which implement them.
  • the coefficients of each circuit implementing a transfer function are recorded in the form of tables which are addressed by vehicle state parameters such as engine speed, gearbox ratio or speed. of the vehicle supplied by suitable sensors which are connected to suitable inputs of the circuits which implement them.
  • the invention also relates to a vehicle of the kind comprising a transmission system and a powertrain, which comprises a device for estimating its load according to the above definitions.
  • the vehicle comprises a gearbox controller or a powertrain controller controlling a transmission system with continuously or infinitely variable ratio whatever the nature of the engine, electric or thermal or other.
  • FIG. 1 is a block diagram of a device for estimating the load of a vehicle according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a block diagram of a device for estimating the load of a vehicle according to a second embodiment of the invention
  • the '3 is a block diagram of a device for estimating the load of a vehicle according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 1 a block diagram of a device for estimating the load of a vehicle according to a first embodiment of the invention has been represented.
  • the estimation device comprises a first means for measuring the transmission ratio using the measurement of the speed of rotation of the engine produced by a sensor 5 and the measurement of the speed of rotation of the wheels of the vehicle by a sensor 6.
  • the transmission ratio calculation means 1 essentially comprises a division operator so that the Rapport_de__trans signal defined by:
  • the load estimation device comprises a sensor 4 for measuring the torque delivered by the engine or a software estimator of the torque delivered by the engine, an output of which delivers a signal representative of the instantaneous value of the torque. motor that is transmitted to a first input of a circuit 2 for calculating the vehicle load.
  • This torque_motor signal from the sensor 4 or the software estimator is transmitted from the first input of circuit 2 to a suitable input of a circuit 3 for calculating a static component of the load, circuit 3 included in circuit 2 of calculation of the vehicle load.
  • the circuit 3 takes into account the characteristics of the vehicle which are taken into account in determining the static torque as a function of the instantaneous engine torque and, possibly of its derivatives. Circuit 3 produces at its terminal output a C_static signal which is transmitted to an input terminal, marked "+" of an adder circuit 5, included in the calculation circuit 2.
  • An output terminal of the circuit 1 for calculating the ratio 'transmission transmits the Rapport_de_trans signal to a second input of the calculating circuit 2 of the vehicle load.
  • the received signal Rapport_de_trans is sent to a first input terminal of a circuit 7 for calculating a dynamic component of the load.
  • the circuit 7 also belongs to the calculation circuit 2.
  • a second input terminal of the circuit 7 for calculating a dynamic component of the load is also connected to the output of the sensor 6 and therefore also receives the speed_vehicle signal which measures the vehicle wheel rotation speed.
  • the circuit 7 for calculating a dynamic component of the load C_dynamic comprises an operator which performs an algebraic operation on the two input parameters as well as on prerecorded constants so that variations in the torque at the wheels are taken into account over time and particularly during a continuous modification of the gear, particularly when changing the transmission ratio to continuous gear change (in the case of a variator), so that the aforementioned drawbacks of the state of the technique is no longer supported thanks to the load estimation device according to the invention.
  • An output terminal of the circuit 7 for calculating a dynamic component of the load produces a signal representative of the dynamic component of load C_dynamic and supplies it to a second input referenced "-" of the operator 5.
  • FIG. 2 there is shown a block diagram of a device for estimating the load of a vehicle according to a second embodiment of the invention. The same elements as those in FIG. 1 have the same reference numbers and will not be described further.
  • the device 10 for estimating the load of the second embodiment uses the same distribution in two means for calculating a static component and for calculating a dynamic component by mainly developing the second means for calculating the dynamic component.
  • the signal representative of the engine torque, Engine_torque, from the sensor 4 is transmitted by a first terminal of the device 1 0 to an input terminal of a circuit 24 executing a transfer function ⁇ 1 and of which an output terminal 25 is connected to a first terminal referenced "+" by an operator 17.
  • the transfer function ⁇ 1 makes it possible to reduce the value of the torque measured or estimated by Coup! e_moteur to the wheels of the vehicle.
  • the signal representing the speed of the vehicle, at the level of the wheels, Velocity_vehicle, is transmitted by a second terminal of the device 1 0 to an input terminal of a circuit 16 executing a transfer function ⁇ 1 and including an output terminal is connected
  • the transfer function ⁇ 1 makes it possible to calculate, from the speed of the vehicle, Speed_vehicle, an estimate of the resistant couples, comprising the friction on the road, and the aerodynamic behaviors, particularly using prerecorded models, in particular in the form of tables ad ressées according to the values of the signa! input Speed_vehicle.
  • An operator output terminal 17 is connected 26 to a first input terminal referenced "+" of an operator 22.
  • the operator output terminal 17 performs the subtraction from the signal representative of the engine torque reported to the wheels Torque_moteur_roues of the signal representative of the resistant couples Couples_resistants.
  • the signal representing the speed of the vehicle, Vitesse_vehicle, from sensor 6 is also transmitted to a circuit 19 executing a transfer function making it possible to reduce the speed of the vehicle to the level of the wheels.
  • Circuit 1 9 produces a signal referenced Vitesse_roue and it is transmitted at the input of circuit 20 executing a bypass operation by
  • the output of circuit 20 is dt transmitted to the input of another circuit 21.
  • the signal representing the inertia couples is connected 23 to a second input terminal referenced "-" (minus) of the addition operator 22 so that an operator output terminal 22 is connected to a first input terminal referenced "+" (plus) of an addition operator 14.
  • the load estimation circuit 10 comprises, like the circuit of the first embodiment (FIG.
  • a circuit 1 for calculating a signal representative of the transmission ratio Rapport_de_trans which is transmitted to an input terminal of a bypass operator 12.
  • the operator 12 performs a time bypass operation -.
  • An output terminal ⁇ dt of the operator 12 is connected to an input terminal of a circuit 1 3 executing a transfer function ⁇ 1 representative of an estimate of the dynamic component proper of the load, and here more particularly of the part associated with the Torque under variable transmission ratio.
  • An output terminal of the circuit 1 3 transmits the signal Torque_report_variable representative of the torque under variable transmission ratio, is transmitted 1 5 to a second input terminal referenced "-" of the addition operator 14.
  • An output terminal of the operator 14 is transmitted to an output terminal 28 of the device for estimating the load of the second embodiment of the invention, so that the representative signal of the vehicle load taking into account its dynamic variations is made available for the automatic management of the vehicle and particularly of its transmission system.
  • the various transfer functions are, in a first variant, carried out by multipliers by coefficients prerecorded in memories in each of the circuits 24, 16, 21 and 13 which implement them.
  • the coefficients of each circuit implementing a transfer function 1, ⁇ 1, ⁇ 1 or ⁇ 1 are recorded in the form of tables which are addressed by vehicle status parameters such as engine speed, gearbox ratio or vehicle speed provided by suitable sensors which are connected to suitable inputs of circuits 24, 16, 21 and 13 which implement them in the load estimation device of the 'invention.
  • Vehicle_load ⁇ 1 .Couple_moteur - ⁇ 1 .Couples_résistants - ⁇ 1. (d / dt). (Wheel_speed) - ⁇ 1. (D / dt). (Rapport_de_trans).
  • FIG 3 there is shown a block diagram of a device for estimating the load of a vehicle according to a third embodiment of the invention.
  • the same elements as those of Figures 1 and 2 have the same reference numbers and will not be described further.
  • the device 10 for estimating the load of the third embodiment uses the same distribution of means as those of the first and second embodiments.
  • each of the circuits carrying out the transfer functions mentioned above in FIG. 2 are transformed to express the torques in efforts because the sensor 4 (FIG. 2) for measuring the motor torque is replaced in the device of FIG. 3 by a sensor 30 of measurement or by a software estimator of the engine effort Engine_effort of which a representative signal is transmitted by an input terminal of the circuit 10 to a circuit 29 executing a transfer function ⁇ 2 which transforms the signal Engine_power into signal representative of the effort motor attached to the wheels Effort_moteur_roue.
  • circuit 16 with a transfer function ⁇ 2, produces an Efforts_resistants signal which corresponds, in terms of efforts, to the resistant couples estimated in the second embodiment (FIG. 2).
  • the circuit 21, of transfer function ⁇ 2, produces a Efforts_d_inertie signal which corresponds in terms of forces to the inertia torques estimated in the second embodiment (FIG. 2).
  • the circuit 13, of transfer function ⁇ 2, produces a signal Effort_rapport_variable which corresponds in terms of forces to the torque under variable transmission ratio estimated in the second embodiment ( Figure 2).
  • Vehicle_load ⁇ 2.
  • (Rapport_de_trans) q ui is a signal representative of the load integrating the dynamic variations available on an output terminal 31 of the device of the invention so that the signal representative of the vehicle load taking into account of its variations dynamics is made available for automatic management of the vehicle and particularly its transmission system.
  • the vehicle load is estimated using the following operation:
  • Load_vehicle ⁇ 3.Effort_moteur - ⁇ 3.Couples_resistants - ⁇ 3. (D / dt). (Wheel_speed) - ⁇ 3. (D / dt). (Rapport_de_trans) in which ⁇ 3 is synthesized according to the teaching of the third embodiment and ⁇ 3, ⁇ 3 and ⁇ 3 are synthesized according to the teaching of the second embodiment.
  • the signal representative of the vehicle load, Vehicle_load can be estimated using the estimation device of the invention at the wheel, at the engine, or any other suitable point along the chain of transmission from the engine to the road.
  • a vehicle incorporating a load estimation device may include a gearbox controller or a powertrain controller controlling a transmission system with continuously or infinitely variable ratio whatever the nature of the electric motor. or thermal or other.
  • the estimation of the load is essentially done by correcting a static estimate of the load of the vehicle by a temporal derivation of the transmission ratio.

Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'estimation de la charge d'un véhicule. Elle concerne aussi un véhicule à transmission automatique utilisant un tel dispositif. Le dispositif d'estimation de l'invention élabore un premier signal représentatif d'une composante statique (C_statique) de la charge du véhicule au moyen d'un circuit (3) qui reçoit une information représentative du couple moteur (Couple_moteur). Un second signal représentatif d'une composante dynamique (C_dynamique) de la charge du véhicule an moyen d'un circuit (7) qui reçoit une information relative au rapport de transmission instantané d'un circuit (1) et une information de vitesse du véhicule. Les deux composantes (C_statistic et C_dynamique) sont soustraites l'une de l'autre par un circuit (5).

Description

Dispositif d'estimation de la charge d'un véhicule et véhicule à transmission automatique utilisant un tel dispositif.
La présente invention concerne un dispositif d'estimation de la charge d'un véhicule. Elle concerne aussi un véhicule à transmission automatique utilisant un tel dispositif.
Dans l'état de la technique, on a déjà proposé des systèmes de transmission. Sur un véhicule à transmission continûment ou infiniment variable mécanique, il est indispensable de prendre en compte les modifications de charge supportées par celui-ci de manière à ce que, du point de vue du conducteur, il offre, en toutes circonstances, un agrément de conduite et un comportement ies plus homogènes possible. La charge du véhicule évolue notamment selon :
- l'embarquement d'une charge supplémentaire (passagers, bagages. ...) ;
- la traction d'une charge roulante additionnelle (remorque, caravane, ...) ;
- l'effet du vent sur la caisse du véhicule ;
- l'effet de la pente de la route (côte ou descente). 11 est donc nécessaire d'avoir un estimateur de charge qui fonctionne en dynamique, quels que soient les chemins parcourus par le véhicule.
Une transmission continûment ou infiniment variable mécanique permet de choisir un rap port de démultiplication quelconque sur le système mécanique de transmission entre le moteu r et les roues, à l'intérieur de la plage de fonctionnement de l'organe. Le rapport peut ainsi évoluer de manière continue sans les traditionnels changements de rapport ressentis dans des transmissions à rapports discrets. Cette transmission ne dispose que d'une seule source de puissance mécanique, qu'elle soit d'origine thermique, électrique ou de toute autre nature.
Dans l'état de la technique, sur . les systèmes de transmission à rapports discrets actuels (Boîte de Vitesses Automatisée, Boîte de Vitesses Robotisée, ...) , on utilise couramment un estimateur de charge véhicule dédié à ce type de transmission. Dans un tel véhicule, le rapport engagé est par définition constant durant toute" la phase où la chaîne de transmission .est embrayée. Un estimateur est alors nécessairement adapté à chaque type de véhicule ce qui est un inconvénient puisqu'il contraint de concevoir à chaque nouveau véhicule ou pour chaque version d'un même modèle un dispositif d'estimation de la charge adapté au type de transmission utilisé dans ce modèle. Cependant ce type d'estimateur ne fonctionne pas correctement sur un véhicule équipé d'une transmission continûment ou infiniment variable. L'invention apporte une solution adaptable à un grand nombre de genres de véhicules.
En effet, les dispositifs d'estimation de la charge du véhicule de l'état de la technique ne tiennent pas compte des variations du rapport de transmission . Il en résulte que lorsque le rapport de transmission varie, le dispositif d'estimation de charge produit un signal de référence de charge qui est erroné. L'invention apporte une solution qui permet de tenir compte des variations de rapport de transmission apportant une meilleure sensation de conduite et un meilleur suivi des caractéristiques du véhicule roulant.
Dans l'état de la technique, sur les systèmes de transmission à rapports continus, l'utilisation d'un estimateur de charge pour les systèmes de transmissions à rapports discrets inclut un risque d'erreurs importantes pour les dispositifs connectés au dispositif d'estimation de la charge, et il en résulte une perte de contrôle précis du véhicule, générant un désagrément de conduite inacceptable pour le conducteur. L'invention apporte une solution qui permet de tenir compte des variations de rapport de transmission sur les transmissions continûment ou infiniment variables, apportant ainsi sur ces transmissions une meilleure sensation de conduite et un meilleur suivi des caractéristiques du véhicule roulant. La présente invention apporte remède à ces inconvénients de cet état de la technique. En effet la présente invention concerne un dispositif d'estimation de la charge d'un véh icule. L'invention se caractérise essentiellement en ce qu'il comporte un premier moyen pour calculer une composante statique de la charge et un second moyen pour calculer une composante dynamique de la charge et un troisième moyen pou r produire u n signal représentatif de la charge du véhicule.
Selon un aspect de l'invention, le troisième moyen comporte un opérateur d'addition recevant sur une première entrée le signal représentatif d'une composante statique et sur une seconde entrée un signal représentatif d'une composante dynamique de sorte que le signal représentatif de la charge soit exprimé sous la forme : Charge_véhicule = C_statique - C_dynamique.
Selon un aspect de l'invention , le second moyen pour calculer une composante dynamique de la charge comporte un opérateur de dérivation temporelle (d/dt) qui reçoit une grandeur représentative du rapport de transmission instantané, calculé à l'aide d'un opérateur comme un diviseur qui reçoit en entrée les signaux représentatifs de la vitesse de rotation du moteur d'un capteur et de la vitesse de rotation des roues d'un capteur.
Selon un aspect de l'invention , le second moyen pour calculer une composante dynamique de la charge comporte aussi un circuit exécutant une fonction de transfert représentative d'une estimation de la composante dynamique proprement dite de la charge, comme une partie associée au Couple sous rapport de transmission variable, dont u ne borne d'entrée est connectée à la sortie de l'opérateur de dérivation. Selon un aspect de l'invention , le second moyen pour calcu ler une composante dynamique de la charge comporte un circuit exécutant une fonction de transfert représentative d'une estimation des couples rés istants, comportant les frottements sur la route et les comportements aérodynamiques, dont une borne d'entrée est connectée à un capteur de la vitesse du véhicule, particulièrement de la vitesse de rotation des roues du véhicule, et dont une borne de sortie produit un signal représentatif d'une estimation des couples résistants. Selon un aspect de l'invention , le second moyen pour calculer une composante dynamique de la charge compo rte aussi un opérateur de dérivation temporelle (d/dt) qui est co nnecté au capteur de la vitesse du véhicule, particulièrement de la vitesse de rotation des roues du véhicule, et dont une sortie est connectée à une entrée d'un circuit exécutant une fo nction de transfert représentative d'u ne estimation des couples d'inertie du véhicule, et dont une sortie produit un signal représentatif des couples d'inertie du véhicule.
Selon un aspect de l'invention, le premier moyen pour calculer une composante statique de la charge comporte un circuit exécutant une fonction de transfert pour ramener là valeur du couple mesurée au niveau des roues du véhicule, dont une entrée est connectée à la sortie d'un capteur de mesure du couple moteur ou à la sortie d'un estimateur logiciel du couple moteur instantané et dont une sortie est connectée à une entrée du troisième moyen.
Selon un aspect de l'invention, les premier, second et troisième moyens sont agencés pour que le dispositif produise en sortie un signal représentatif de la charge du véhicule exprimée par : Charge_véhicule = α1 .Couple_moteur - β 1 .CoupIes_résistants - γ1. (d/dt). (Vitesse_roue) - δ1. (d/dt).(Rapport_de_trans). Selon un aspect de l'invention , les paramètres de fonctionnement du véhicule sont exprimés en termes d'efforts et les premier, second et troisième moyens sont agencés pour que le dispositif produise en sortie un signal représentatif de la charge d u véhicule exprimée par :
Charge_véhicule = α2. E.fort_moteur - β2.Efforts_résistants - γ2. (d/dt) .(Vitesse_roue) - δ2. (d/dt). (Rapport_de_trans) Selon un aspect de l'invention, les premier, second et troisième moyens sont agencés pour que le dispositif produise en sortie un signal représentatif de la charge du véhicule exprimée par une combinaison en termes de couplé ou d'efforts exprimée par :
Charge_véhicule = α3. Effort_moteur - β3.Couples_résistants - γ3.(d/dt).(Vitesse_roue) - δ3.(d/dt). (Rapport_de_trans) Selon un aspect de l'invention, les fonctions de transfert sont réalisées par des multiplicateurs par des coefficients préenregistrés dans des mémoires dans chacun des circuits qui les implémentent.
Selon un aspect de l'invention, les- coefficients de chaque circuit implémentant une fonction de transfert sont enregistrés sous forme de tables qui sont adressées par des paramètres d'état du véhicule comme le régime moteur, le rapport de boîte de vitesses ou la vitesse du véhicule fournis par des capteurs convenables qui sont connectés à des entrées convenables des circuits qui les implémentent.
L'invention concerne aussi un véhicule d u genre comportant un système de transmission et un groupe motopropulseur, qui comporte un dispositif d'estimation de sa charge selon les définitions ci-dessus.
Selon un autre aspect de l'invention , le véhicule comporte un contrôleur de boîte de vitesses ou un contrôleur de g roupe motopropulseur pilotant un système de transmission à rapport continûment ou infiniment variable quelle que soit la nature du moteur, électrique ou thermique ou autre.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui s uit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma bloc d'un dispositif d'estimation de la charge d'un véhicule selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est un schéma bloc d'un dispositif d'estimation de la charge d'un véhicule selon un second mode de réalisation de l'invention ;
- la 'figure 3 est un schéma bloc d'un dispositif d'estimation de la charge d'un véhicule selon un troisième mode de réalisation de l'invention .
A la figure 1 , on a rep résenté un schéma bloc d'un dispositif d'estimation de la charge d'un véhicule selon u n premier mode de réalisation de l'invention. Le dispositif d'estimation comporte un premier moyen pour mesurer le rapport de transmission à l'aide de la mesure de la vitesse de rotation du moteur produite par un capteur 5 et de la mesure de la vitesse de rotation des roues du véhicu le par un capteur 6. Le moyen de calcul du rapport de transmission 1 comporte essentiellement un opérateur de division de sorte que soit obtenu le signal Rapport_de__trans défini par :
. Vitesse moteur
Rapport _de__ trans = =
Vitesse _véhicule et dont chaque entrée reçoit respectivement les signaux issus des capteu rs 5 et 6 Vitesse_moteu r et Vitesse_véhicule. Par ailleurs, le dispositif d'estimation de la charge selon l'invention comporte un capteur 4 de mesure du couple délivré par le moteur ou un estimateur logiciel du couple délivré par le moteur dont une sortie délivre un signal représentatif de la valeur instantanée du couple moteu r qui est transmis à une première entrée d'un circuit de calcul 2 de la charge du véhicule. Ce signal Couple_moteur issu du capteur 4 ou de l'estimateur logiciel est transmis de la première entrée du circuit 2 à une entrée convenable d'un circuit 3 de calcul d'une composante statique de la charge, circuit 3 inclus dans le circuit 2 de calcu l de la charge du véhicule. Le circuit 3 prend en compte les caractéristiques du véhicule q ui entrent en compte dans la détermination du couple statique en fonction du couple moteur instantané et, éventuellement de ses dérivées. Le circuit 3 produit à sa borne de sortie un signal C_statique q ui est transmis à une borne d'entrée, notée "+" d'un circuit additionneur 5, inclus dans le circuit de calcul 2.
Une borne de sortie du circuit 1 de calcul du rapport' de transmission transmet le signal Rapport_de_trans à une seconde entrée du circuit de calcul 2 de la charge du véhicule. Le signal reçu Rapport_de_trans est envoyé sur une première borne d'entrée d'un circuit 7 de calcul d'une composante dynamique de la charge. Le circuit 7 appartient lui aussi au circuit de calcul 2. Une seconde borne d'entrée d u circuit 7 de calcul d'une composante dynamique de la charge est aussi connectée à la sortie du capteur 6 et reçoit donc aussi le signal Vitesse_véhicule qui mesure la vitesse de rotation des roues du véhicule.
Le circuit 7 de calcul d'une composante dynamique de la charge C_dynamique comporte un opérateur qui exécute une opération algébrique sur les deux paramètres d'entrée ainsi que sur des constantes préenregistrées de sorte que soient prises en compte les variations du couple au niveau des roues au cours du temps et particulièrement lors d'une modification co ntinue du rapport particulièrement lors d'un changement de rapport de transmission à changement continu de rapport (cas d'un variateu r) , de sorte que les inconvénients précités de l'état de la technique ne sont plus supportés g râce au dispositif d'estimation de charge selon l'invention. Une borne de sortie du circuit 7 de calcul d'une composante dynamique de la charge produit un signal représentatif de la composante dynamique de charge C_dynamique et la fournit à une seconde entrée référen cée "-" de l'opérateur 5. U ne borne de sortie de l'opérateu r 5 produit un signal Charge_véhicule représentatif de la charge réelle du véhicule à chaque instant, quel que soit le mode de fonctionnement de la transmission selon la relation : Charge_véhicule = C_statique - C_dynamique. A la figure 2, on a représenté un schéma bloc d'un dispositif d'estimation de la charge d'un véhicule selon un second mode de réalisation de l'invention . Les mêmes éléments que ceux de la figure 1 portent les mêmes numéros de référence et ne seront pas plus décrits.
Le dispositif 10 d'estimation de la charge du second mode de réalisation reprend la même répartition en deux moyens de calcul d'une composante statique et de calcul d'une composante dynamique en développant principalement le second moyen de calcul de la composante dynamique.
Le signal représentatif du couple moteur, Couple_moteur, issu du capteur 4 est transmis par une première borne du dispositif 1 0 à une borne d'entrée d'un circuit 24 exécutant une fonction de transfert α1 et dont une borne de sortie 25 est connectée à une première borne référencée "+" d'un opérateur 17. La fonction de transfert α1 permet de ramener la valeur du couple mesuré ou estimé par Coup!e_moteur au niveau des roues du véhicule.
Le signal représentatif de la vitesse du véhicule, au niveau des roues, Vitesse_véhicule, est transmis par une seconde borne du dispositif 1 0 à une borne d'entrée d'un circuit 16 exécutant une fonction de transfert β 1 et dont une borne de sortie est connectée
18 à une seconde borne d'entrée référencée "-" de l'opérateur 17.
La fonction de transfert β 1 permet de calculer à partir de la vitesse du véhicule, Vitesse_véhicule, une estimation des couples résistants, comportant les frottements sur la route, et les comportements aérodynamiques, particulièrement à l'aide de modèles préenregistrés, notamment sous forme de tables ad ressées en fonction des valeurs du signa! d'entrée Vitesse_véhicule.
U ne borne de sortie de l'opérateur 17 est connectée 26 à une première borne d'entrée référencée "+" d'un .opérateur 22. La borne de sortie de l'opérateur 17 exécute la soustraction au signal représentatif du couple moteur rapporté aux roues Couple_moteur_roues du signal représentatif des couples résistants Couples_résistants.
Par ailleurs, le signal représentatif de la vitesse du véhicule, Vitesse_véhicule, issu d u capteur 6 est aussi transmis à un circuit 19 exécutant une fonction de transfert permettant de ramener la vitesse du véhicule au niveau des roues. Le circuit 1 9 produit un signal référencé Vitesse_roue et il est transmis en entrée d'un circuit 20 exécutant une opération de dérivation par
rapport au temps de forme — , La sortie du circuit 20 est dt transmise à l'entrée d'un autre circuit 21 . exécutant une fonction de transfert γ1 représentative d'une estimation des couples d'inertie Couples_d_inertie. Le signal représentatif des couples d'inertie est connecté 23 à une seconde borne d'entrée référencée "-" (moins) de l'opérateur d'addition 22 de sorte que une borne de sortie de l'opérateur 22 soit con nectée à une première borne d'entrée référencée "+" (plus) d'un opérateur d'addition 14.
Par ailleurs, le circuit 10 d'estimation de la charge comporte comme le circuit du premier mode de réalisation (figure
1 ) un circuit 1 de calcul d'un signal représentatif du rapport de transmission Rapport_de_trans qui est transmis à u ne borne d'entrée d'un opérateur de dérivation 12. L'opérateur 12 exécute d une opération de dérivation temporelle — . Une borne de sortie κ dt de l'opérateur 12 est connectée à une borne d'entrée d'un circuit 1 3 exécutant une fonction de transfert δ1 représentative d'une estimation de la composante dynamique proprement dite de la charge, et ici plus particulièrement de la partie associée au Couple sous rapport de transmission variable . Une borne de sortie du circuit 1 3 transmet le signal Couple_rapport_variable représentatif du couple sous rapport de transmission variable, est transmise 1 5 à une seconde borne d'entrée référencée "-" de l'opérateur d'addition 14. Une borne de sortie de l'opérateur 14 est transmise à une borne de sortie 28 du dispositif d'estimation de la charge du second mode de réalisation de l'invention, de sorte -que le signal représentatif de la charge du véhicule avec prise en compte de ses variations dynamiques soit rendu disponible pour la gestion automatique du véhicule et particulièrement de son système de transmission.
Dans ce second mode de réalisation de l'invention, les diverses fonctions de transferts sont, dans une première variante, réalisées par des multiplicateurs par des coefficients préenregistrés dans des mémoires dans chacun des circuits 24, 16, 21 et 13 qui ies implémentent. Dans une seconde variante du premier mode de réalisation de l'invention, les coefficients de chaque circuit implémentant une fonction de transfert 1 , β 1 , γ1 ou δ 1 sont enregistrés sous forme de tables qui sont adressées par des paramètres d'état d u véhicule comme le régime moteur, le rapport de boîte de vitesses ou la vitesse du véhicule fournis par des capteurs convenables qui sont connectés à des entrées convenables des circuits 24, 16, 21 et 13 qui les implémentent dans le dispositif d'estimation de charge de l'invention.
Dans une telle variante, la combinaison réalisée à l'aide des opérateurs d'addition 17, 22 et 14 du circuit 10 permet de réaliser l'opération : Charge_véhicule = α1 .Couple_moteur - β 1 .Couples_résistants - γ1 . (d/dt) . (Vitesse_roue) - δ1 . (d/dt). (Rapport_de_trans).
A la figure 3, on a représenté un schéma bloc d'un dispositif d'estimation de la charge d'un véhicule selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Les mêmes éléments que ceux des figures 1 et 2 portent les mêmes numéros de référence et ne seront pas plus décrits.
Le dispositif 10 d'estimation de la charge du troisième mode de réalisation reprend la même répartition de moyens que ceux des premier et second modes de réalisation . Cependant, chacun des circuits réalisant les fonctions de transfert précités à la figure 2 sont transformés pour exprimer les couples en efforts parce que le capteur 4 (figure 2) de mesure du couple moteur est remplacé dans le dispositif de la figure 3 par un capteur 30 de mesure ou par un estimateur logiciel de l'effort moteur Effort_moteur dont un signal représentatif est transmis par une borne d'entrée du circuit 10 à un circuit 29 exécutant une fonction de transfert α2 qui transforme le signal Effort_moteur en signal représentatif de l'effort moteur rapporté au niveau des roues Effort_moteur_roue.
De même, le circuit 16, de fonction de transfert β2 , produit un signal Efforts_résistants qui correspond, en termes d'efforts, aux couples résistants estimés dans le second mode de réalisation (figure 2). Le circuit 21 , de fonction de transfert γ2, p roduit un signal Efforts_d_inertie qui correspond en termes d 'efforts aux couples d'inertie estimés dans le second mode de réalisation (figure 2). Le circuit 13, de fonction de transfert δ2, produit un signal Effort_rapport_variable qui correspond en termes d'efforts au couple sous rapport de transmission variable estimé dans le second mode de réalisation (figure 2).
Les variantes de réalisation des fonctions de transfert 29, 16 , 21 et 13 décrites avec le second mode de réalisation sont aussi applicables dans le troisième mode de réalisation.
Dans une telle variante, la combinaison réalisée à l'aide des opérateurs d'addition 17, 22 et 14 du circuit 1 0 du troisième mode de réalisation permet de réaliser l'opération : Charge_véhicule = α2. Effort_moteur - β2. Efforts_résistants - γ2. (d/dt) . (Vitesse_roue) - δ2. (d/dt). (Rapport_de_trans) q ui est un signal représentatif de la charge intég rant les variations dynamiques dispo nible su r u ne borne de sortie 31 du d ispositif de l'invention de so rte que le signal rep résentatif de la charge du véhicule avec prise en compte de ses variations dynamiques soit rendu disponible pour la gestion automatique du véhicule et particulièrement de son système de transmission.
Selon l'invention, il est possible de combiner les second et troisième modes de réalisation, en choisissant des fonctions de transfert correspondantes. Dans un exemple de réalisation, on réalise une estimation de la charge du véhicule à l'aide de l'opération suivante :
Charge_véhicule = α3.Effort_moteur - β3.Couples_résistants - γ3. (d/dt). (Vitesse_roue) - δ3. (d/dt). (Rapport_de_trans) dans laquelle α3 est synthétisée selon l'enseignement du troisième mode de réalisation et β3, γ3 et δ3 sont synthétisées selon l'enseignement du second mode de réalisation.
Dans une adaptation de l'invention , le signal représentatif de la charge du véhicule, Charge_véhicule, peut être estimé à l'aide du dispositif d'estimation de l'invention au niveau de la roue, au niveau du moteur, ou de tout autre point convenable le long de la chaîne de transmission du moteur à la route.
U n véhicule incorporant un dispositif d'estimation de sa charge selon l'invention peut comporter un contrôleur de boîte de vitesses ou un contrôleur de groupe motopropulseur pilotant un système de transmission à rapport continûment ou infiniment variable quelle que soit la nature du moteur, électrique ou thermique ou autre.
Selon l'invention, l'estimation de la charge se fait essentiellement en corrigeant une estimation statique de la charge du véhicule par une dérivation temporelle du rapport de transmission .

Claims

REVEN DI CATI ONS
1 - Dispositif d'estimation de la charge d'un véhicule, caractérisé essentiellement en ce qu'il comporte un premier moyen (2 , 3) pour calculer une composante statique (C_statique) de la charge et un second moyen (2, 7) pour calculer une composante dynamique (C_dynamique) de la charge et un troisième moyen (5) pour produire un signal
(Charge_véhicule)représentatif de la charge du véhicule.
2 - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le troisième moyen comporte un opérateur d'addition (5 ; 17,
22, 14) recevant sur une première entrée le signal représentatif d'une composante statiq ue (C_statique> et sur une seconde entrée un signal représentatif d'une composante dynamique (C_dynamique) de sorte que le signal représentatif de la charge soit exprimé sous la forme :
Charge_véhicule = C_statique - C_dynamique,
3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le second moyen pour calculer une composante dynamique (C_dynamique) de la charge comporte un opérateur (12) de dérivation temporelle (d/dt) qui reçoit une grandeur représentative du rapport de transmission instantané (Rapport_de_trans) , calculé à l'aide d'un opérateur comme un diviseur (1 ) qui reçoit en entrée les signaux représentatifs de la vitesse de rotation du moteur (Vitesse_moteur) d'un capteur (5) et de la vitesse de rotation des roues (Vitesse_véhicule) d'un capteur (6).
4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second moyen pour calculer une composante dynamique (C_dynamique) de la charge comporte aussi un circuit (1 3) exécutant une fonction de transfert (δ1 ; δ2 ; 53) représentative d'une estimation de la composante dynamique prop rement dite de la charge, comme une partie associée au Couple sous rapport de transmission variable, dont une borne d'entrée est connectée à la sortie de l'opérateur de dérivation (12). 5 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le second moyen pour calculer une composante dynamique (C_dynamique) de la charge comporte un ci rcuit (13) exécutant une fonction de transfert (β 1 ; β2- ; β3) représentative d'une estimation des . couples résistants, comportant les frottements sur la route et les comportements aérodynamiques, dont une borne d'entrée est connectée à un capteur de la vitesse du véhicule, particulièrement de la vitesse de rotation des roues du véhicule, et dont une borne de sortie produit un signal (Couples_résistants) représentatif d'une estimation des couples résistants.
6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second moyen pour calculer une composante dynamique (C_dynamique) de la charge comporte aussi un opérateur (20) de dérivation temporelle (d/dt) qui est connecté au capteur de la vitesse du véhicule, particulièrement de la vitesse de rotation des roues du véhicule, et dont une sortie est connectée à une entrée d'un circuit (21 ) exécutant une fonction de transfert (γ1 ; γ2 ; γ3) représentative d'une estimation des couples d'inertie du véhicule, et dont une sortie produit un signal (Couples_d_inertie) représentatif des couples d 'inertie du véhicule.
7 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier moyen pour calculer une composante statique (C_statique) de la charge comporte un circuit (24 ; 29) exécutant une fonction de transfert (α1 ; α2 ; α3) pour ramener la valeur du couple mesurée ou estimée par Coupie_moteur au n iveau des roues du véhicule, dont une entrée est connectée à la sortie d'un capteur de mesure ou d'un estimateur logiciel du couple moteur (Couple_moteur) et dont une sortie est connecté à une entrée du troisième moyen (5 ; 17, 22, 14).
8 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les p remier, second et troisième moyens sont agencés pour que le dispositif produise en sortie un signal représentatif de la charge du véhicule exprimée par : Charge_véhicule = α1 .Couple_moteur - β 1 .Couples_résistants - γ1 . (d/d-t) . (Vitesse_roue) - δ1 . (d/dt). (Rapport_de_trans). 9 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les paramètres de fonctionnement du véhicule sont exprimés en termes d'efforts et en ce que les premier, second et troisième moyens sont agencés pour que le dispositif produise en sortie un signal représentatif de la charge du véhicule exprimée par :
Charge_véhicule = α2. Effort_moteur - β2.Efforts_résistants - γ2. (d/dt). (Vitesse_roue) - δ2. (d/dt). (Rapport_de_trans) 10 - Dispositif selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les premier, seco nd et troisième moyens sont agencés pour que le dispositif produ ise en sortie un signal représentatif de la charge du véhicule exprimée par une combinaison en termes de couple ou d'efforts exprimée par :
Charge_véhicule = α3. Effort_moteur - β3.Couples__résistants - γ3.(d/dt). (Vitesse_roue) - δ3. (d/dt). (Rapport_de_trans) 1 1 - Dispositif selon l'une des revend ications précédentes, caractérisé en ce que les fonctions de transfert ( l , βl , γl , δ l) sont réalisées par des multiplicateurs par des coefficients préenreg istrés dans des mémoires dans chacun des circuits (24, 16, 21 et 13) qui les implémentent. 12 - Dispositif selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que les coefficients de chaque circuit implémentant une fonction de transfert (α1 , β 1 , γ1 ou δ1 ) sont enregistrés sous forme de tables qui sont adressées par des paramètres d'état du véhicule comme le régime moteur, le rapport de boîte de vitesses ou la vitesse du véhicule fournis par des capteurs convenables qui sont connectés à des entrées convenables des circuits (24, 16 , 21 et 13) qui les implémentent. 13 - Véhicule du genre comportant un système de transmission et un groupe motopropulseur, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'estimation de sa charge selon l'une des revendications précédentes. 14 - Véhicule selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte un contrôleur de boîte de vitesses ou un contrôleur ' de groupe motopropulseur pilotant un système de transmission à rapport continûment ou infiniment variable quelle que soit la nature du moteur, électrique ou thermique ou autre.
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