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FR3005920A1 - Procede et dispositif de gestion de boite de vitesses d'un vehicule automobile prenant en compte un critere d'acceleration minimum - Google Patents

Procede et dispositif de gestion de boite de vitesses d'un vehicule automobile prenant en compte un critere d'acceleration minimum Download PDF

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Abstract

L'invention a pour objet de proposer un procédé de gestion d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile équipé de moyens de régulation/limitation de vitesse. Le procédé sélectionne un rapport de vitesses parmi un ensemble de rapports de vitesse disponibles, qui permet d'assurer le suivi d'une consigne de vitesse en assurant un niveau minimal d'accélération nécessaire pour maintenir un confort de conduite prédéfini. L'invention a également pour objet un dispositif qui met en œuvre le procédé.

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE GESTION DE BOITE DE VITESSES D'UN VEHICULE AUTOMOBILE PRENANT EN COMPTE UN CRITERE D'ACCELERATION MINIMUM La présente invention concerne un procédé de contrôle pour une boîte de vitesses d'un véhicule automobile, ainsi qu'un dispositif, une boîte de vitesses et un véhicule mettant en oeuvre un tel procédé. Certains véhicules comportent un moyen de contrôle automatique de la vitesse de ce véhicule, pour suivre une consigne de vitesse fixée par le conducteur, ou pour éviter un dépassement de cette consigne de vitesse.
Pour des boîtes de vitesse automatiques, il est connu d'utiliser un calculateur de gestion contenant en mémoire des lois de passage des rapports de vitesse. Le calculateur reçoit des informations diverses sur la demande du conducteur, comme par exemple la position de la pédale de gaz. Il reçoit également des informations sur le fonctionnement du véhicule, comme par exemple la vitesse de rotation du moteur thermique. Ces informations sont utilisées pour déterminer les moments des changements des rapports de vitesse. Les lois de passage des rapports de vitesse choisissent à chaque instant le bon rapport de vitesses afin d'optimiser le fonctionnement du moteur thermique, dans un but d'obtenir de bonnes conditions de performance, de confort et d'économie d'énergie.
Pour des boîtes de vitesse manuelles, ce genre de calculateurs connus est utilisé afin d'indiquer un changement de rapport nécessaire au conducteur, typiquement par le biais d'un élément d'affichage du tableau de bord. L'affichage indique alors un rapport de vitesses déterminé par le calculateur, qui selon le calculateur permet au véhicule de poursuivre la consigne de vitesse que le conducteur a fixée. Lorsque le conducteur applique le changement indiqué, il implémente les lois de passages des rapports de vitesse sur lesquelles le calculateur base ses décisions. Un type de procédé connu de contrôle de la transmission, présenté notamment par le document de brevet US 6801845 B2, réalise une adaptation des lois de passage des rapports de vitesse en fonction de paramètres extérieurs au véhicule, comme par exemple les variations de pente de la route empruntée, pour optimiser le choix du rapport de vitesse. Les lois de passage sont typiquement mises au point de manière empirique et nécessitent plusieurs phases de calibrage. Lorsque la vitesse du véhicule est nettement inférieure à la consigne de vitesse, des calculateurs connus décideront de rester sur un rapport court même si pour un besoin d'accélération ou de suivi de la consigne de vitesse, il serait possible d'utiliser un rapport plus élevé qui serait également plus économique et engendrerait un confort de conduite accru.
Le document de brevet W0201301206 Al décrit un procédé qui détermine l'accélération nécessaire pour maintenir une consigne de vitesse fixée par le conducteur d'un véhicule automobile. L'accélération est convertie en couple nécessaire, et un rapport capable de fournir le couple nécessaire est choisi pour commander la boîte de vitesses du véhicule en accord avec le choix effectué.
L'invention a pour objectif de proposer un procédé de gestion d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile qui vise à pallier au moins un des inconvénients présents dans l'état de l'art. Un dispositif apte à implémenter le procédé est également visé. En particulier, l'invention vise à proposer un procédé qui permet de calculer un rapport de vitesses à base de grandeurs disponibles au sein du véhicule, et qui assure un confort de conduite minimal, tout en assurant le suivi d'une consigne de vitesse fixée par le conducteur à l'aide de moyens de limitation/régulation de vitesse. L'invention a pour objet un procédé de gestion d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile équipé de moyens de régulation/limitation de vitesse. Le 25 procédé comprend les étapes de mise à disposition d'une valeur d'accélération ad demandée par les moyens de régulation/limitation de vitesse au niveau de moyens de gestion de rapports; mise à disposition d'une valeur seuil maximale d'accélération amax; ^ ^ calcul d'une accélération de consigne ac et d'un couple Cc correspondant à l'accélération de consigne; sélection d'un rapport de vitesses parmi les rapports de vitesse disponibles, le rapport sélectionné étant le mieux adapté à fournir ledit couple. Le procédé est remarquable en ce que l'accélération de consigne ac est égale à la valeur d'accélération demandée ad si celle-ci est inférieure à la valeur seuil maximale amax, et en ce que l'accélération de consigne ac est égale à la valeur seuil maximale amax sinon.
De préférence le rapport sélectionné lors de l'étape de sélection est affiché à l'aide de moyens d'affichage. Les moyens d'affichage comprennent de préférence un élément d'affichage tel qu'un écran intégré dans le tableau de commande du véhicule, qui est configuré de manière à pouvoir afficher des données issues du procédé.
Le calcul de la valeur seuil maximale d'accélération amax peut de préférence comprendre les étapes suivantes: estimation des efforts résistants qui s'appliquent au véhicule; calcul d'une valeur d'accélération maximale a, relative au rapport de vitesses engagé; - mise à disposition d'une valeur d'accélération minimale amin; détermination de la valeur seuil amax comme maximum entre les valeurs d'accélération ar et amin. L'estimation des efforts résistants est préférentiellement basée sur la vitesse du véhicule et le couple moteur.
De préférence, la valeur d'accélération minimale ami!, peut être une fonction de la vitesse du véhicule et d'une consigne de vitesse mise à disposition par les moyens de limitation/régulation de vitesse.
L'invention a également pour objet un dispositif de gestion d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile équipé de moyens de régulation/limitation de vitesse. Le dispositif est apte à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Il comprend en outre une mémoire et des moyens processeurs. Les moyens processeurs sont remarquables en ce que ils sont configurés de façon à obtenir une valeur d'accélération demandée ad par les moyens de régulation/limitation de vitesse; lire une valeur seuil maximale d'accélération amax dans la mémoire; calculer une accélération de consigne ac et un couple Cc correspondant à l'accélération de consigne; sélectionner un rapport de vitesses parmi les rapports de vitesse disponibles, le rapport sélectionné étant le mieux adapté à fournir ledit couple. Le dispositif est remarquable en ce que l'accélération de consigne ac qu'il calcule est égale à la valeur d'accélération demandée ad si celle-ci est inférieure à la valeur seuil maximale amax, et en ce que l'accélération de consigne ac est égale à la valeur seuil maximale amax sinon. De préférence le dispositif peut comprendre des moyens d'affichage, et les moyens processeurs peuvent être configurés de façon à afficher le rapport de vitesses sélectionné lors de l'étape de sélection, par le biais desdits moyens d'affichage. L'invention a également pour objet une boîte de vitesses de type manuelle pour un véhicule automobile. La boîte de vitesses est remarquable en ce qu'elle comprend un dispositif de gestion conforme à l'invention.
La boîte de vitesses peut de préférence comprendre des moyens automatisés pour changer de rapport de vitesse. Elle est alors remarquable en ce qu'elle comporte pour réaliser ces changements de rapport un dispositif de gestion conforme à l'invention.
Finalement l'invention a également pour objet un véhicule automobile équipé de moyens de régulation/limitation de vitesse. Le véhicule est remarquable en ce qu'il comprend une boîte de vitesses conforme à l'invention. L'utilisation du procédé selon l'invention permet de connaître en permanence le rapport de vitesses qui permet le suivi d'une consigne de vitesse fixée par le conducteur d'un véhicule. Lorsque la consigne de vitesse est augmentée, une accélération minimale « de confort » est assurée, afin de garantir un confort de conduite prédéfini en termes d'accélération, tout en suivant la consigne de vitesse choisie par le conducteur. L'accélération minimale peut dépendre de l'écart de vitesse entre la consigne de vitesse et la vitesse instantanée du véhicule par exemple. Le procédé ainsi que le dispositif qui l'implémente trouve une application particulière sur les véhicules à boîte de vitesses manuelle. Des systèmes existants peuvent facilement appliquer le procédé puisque les calculs effectués se basent essentiellement sur des grandeurs physiques du groupe motopropulseur, GMP, qui sont traditionnellement disponibles, ou facilement accessibles, au niveau du système informatique d'un véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - la figure 1 est un diagramme qui montre les étapes principales du procédé selon l'invention, dans un mode de réalisation préférentiel. La figure 1 présente une succession de fonctions appliquées par le procédé selon l'invention, pour préparer un changement de rapport de vitesses quand les conditions de roulage le demandent, afin de s'assurer du bon choix du rapport final parmi plusieurs possibilités.
Le procédé débute par l'obtention 10 d'une valeur d'accélération ad telle qu'elle est demandée par les moyens de limitation/régulation de vitesse dont le véhicule automobile est équipé. Des procédés de calculs connus en soi dans l'art sont appliqués afin d'obtenir la valeur d'accélération ad, qui peut dépendre de la consigne de vitesse fixée par le conducteur, de la vitesse instantanée du véhicule, des conditions de roulage ou d'autres paramètres.
Le procédé détermine en temps réel 20 une valeur seuil maximale d'accélération amax. Selon un mode de réalisation préféré, le calcul de la valeur seuil maximale comprend les étapes suivantes. Dans un premier temps 21, le procédé utilise la valeur instantanée de la vitesse du véhicule Vv, ainsi que le couple moteur Cm pour estimer les efforts résistants qui s'opposent à l'avancement du véhicule. Les efforts résistants sont la somme des efforts aérodynamiques, des efforts de la pente et des efforts de roulement, Fres = Frouiement + Faérodynamique + Fpente- A partir du couple maximal Cmax du groupe motopropulseur, GMP, du véhicule, et des efforts résistants, le procédé calcule 22 l'accélération maximale ar que le véhicule peut fournir sur le rapport engagé, sans l'intervention d'un changement de rapport, ar = Cmax/MR + Fres/IVI M décrivant la masse du véhicule et R le rayon des roues du véhicule. Cette étape permet de prendre en compte en temps réel les conditions de roulage du véhicule, y compris des conditions externes du véhicule.
Lors de l'étape 24, le procédé détermine la valeur seuil maximale amax en prenant le maximum entre les valeurs ar et amie, ou amie désigne une accélération limite, en-dessous de laquelle la prestation de suivi de la consigne de vitesse fixée par le conducteur n'est plus jugée acceptable. Cette valeur peut de préférence dépendre de la vitesse du véhicule et de l'écart entre la consigne de vitesse et la vitesse du véhicule. Elle peut être déterminée 23 à l'aide d'un tableau mettant en correspondance ces écarts avec les valeurs d'accélération minimale acceptables, les valeurs du tableau étant préalablement déterminées de manière empirique. Lorsque le GMP peut assurer un niveau d'accélération supérieur à l'accélération amie de confort sans changer de rapport, le procédé va profiter de cette possibilité. Lors de l'étape 30, l'accélération de consigne ac est déterminée en prenant le minimum entre les valeurs d'accélération demandée ad et la valeur seuil amax. Ainsi l'accélération minimale acceptable afin d'assurer le confort de conduite est prise en compte lors de la sélection du rapport de vitesse. Si l'accélération de consigne ac est supérieure à l'accélération maximale ar sur le rapport engagé, le suivi de l'accélération de consigne va engendrer un rétrogradage vers un rapport de vitesses inférieur.
L'accélération de consigne ac est convertie en couple de consigne qu'il faudra appliquer aux roues du véhicule afin d'obtenir l'accélération calculée. Lors de l'étape 40, ce couple Cc sert à identifier le rapport de vitesses qui présente la meilleure aptitude à fournir l'accélération demandée. La sélection se fait de manière exemplaire à base d'un tableau mettant en relation les valeurs de couples à fournir avec des rapports de vitesses disponibles de la boîte de vitesses du véhicule. On notera que les rapports qui peuvent être engagés sont sélectionnés au préalable en fonction de différents critères, notamment de la vitesse de rotation du moteur pour ne pas dépasser certaines limites.
Selon un mode avantageux de l'invention, le rapport ainsi sélectionné est affiché à l'aide d'un élément d'affichage, tel qu'un écran faisant partie du tableau de commande du véhicule. Selon un mode alternatif de l'invention, le procédé procède à un changement de rapport de vitesses vers le rapport ainsi sélectionné.
Le procédé est de préférence mis en oeuvre par un calculateur de gestion de la transmission connu qui comporte en mémoire des lois de passages dépendant de différentes informations sur la demande du conducteur ainsi que sur le fonctionnement du véhicule. Le calculateur comprend des moyens processeurs de préférence programmables, qui peuvent être configurés pour la mise en oeuvre du procédé décrit, par exemple par chargement d'un logiciel qui implémente le procédé. Un tel dispositif est relié à divers capteurs du véhicule connus en soi dans l'art qui fournissent en temps réel des paramètres du GMP, y compris la vitesse du véhicule, les forces résistantes qui s'opposent au mouvement du véhicule, et le couple fourni par le GMP aux roues du véhicule.
Les moyens processeurs du calculateur ont un accès en lecture sur un élément de mémoire qui comprend au moins un tableau mettant en relation des écarts entre une vitesse instantanée du véhicule avec des valeurs d'accélération minimale acceptables. L'élément de mémoire comprend avantageusement un deuxième tableau qui met en relation des valeurs de couples à fournir avec des rapports de vitesses disponibles de la boîte de vitesses du véhicule.
Le calculateur est de préférence relié de manière fonctionnelle à un écran faisant partie du tableau de commande du véhicule, et configuré de façon à ce que le rapport sélectionné est affiché sur une partie de cet écran. Alternativement, le calculateur est relié de manière fonctionnelle à des moyens automatisés pour changer de rapport de vitesse. De préférence, le dispositif de gestion des rapports de vitesse fait partie intégrante de la boîte de vitesses d'un véhicule.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile équipé de moyens de régulation/limitation de vitesse, le procédé comprenant les étapes de - mise à disposition d'une valeur d'accélération ad demandée par les moyens de régulation/limitation de vitesse au niveau de moyens de gestion de rapports; (10) - mise à disposition d'une valeur seuil maximale d'accélération amax; (20) - calcul d'une accélération de consigne ac et d'un couple Cc correspondant à l'accélération de consigne; (30) - sélection d'un rapport de vitesses parmi les rapports de vitesse disponibles, le rapport sélectionné étant le mieux adapté à fournir ledit couple; (40) caractérisé en ce que l'accélération de consigne ac est égale à la valeur d'accélération demandée ad si celle-ci est inférieure à la valeur seuil maximale amax, et en ce que l'accélération de consigne ac est égale à la valeur seuil maximale amax sinon.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport sélectionné est affiché à l'aide de moyens d'affichage.
  3. 3. Procédé selon une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le calcul de la valeur seuil maximale d'accélération amax (20) comprend les étapes suivantes: - estimation des efforts résistants qui s'appliquent au véhicule; (21) - calcul d'une valeur d'accélération maximale a, relative au rapport de vitesses engagé; (22) - mise à disposition d'une valeur d'accélération minimale amin; (23) - détermination de la valeur seuil amax comme maximum entre les valeurs d'accélération a, et am/n (24).
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'estimation desefforts résistants (21) est basée sur la vitesse du véhicule et le couple moteur.
  5. 5. Procédé selon une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la valeur d'accélération minimale ami, (23) est une fonction de la vitesse du véhicule et d'une consigne de vitesse mise à disposition par les moyens de limitation/régulation de vitesse.
  6. 6. Dispositif de gestion d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile équipé de moyens de régulation/limitation de vitesse, le dispositif étant apte à mettre en oeuvre le procédé selon une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant une mémoire et des moyens processeurs, et caractérisé en ce que les moyens processeurs sont configurés de façon à - obtenir une valeur d'accélération demandée ad par les moyens de régulation/limitation de vitesse; (10) - lecture d'une valeur seuil maximale d'accélération amax dans la mémoire; (20) - calculer une accélération de consigne ac et un couple Cc correspondant à l'accélération de consigne; (30) - sélectionner un rapport de vitesses parmi les rapports de vitesse disponibles, le rapport sélectionné étant le mieux adapté à fournir ledit couple; (40) et caractérisé en outre en ce que l'accélération de consigne ac est égale à la valeur d'accélération demandée ad si celle-ci est inférieure à la valeur seuil maximale amax, et en ce que l'accélération de consigne ac est égale à la valeur seuil maximale ac sinon.
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif comprend des moyens d'affichage, et en ce que les moyens processeurs sont configurés de façon à afficher le rapport de vitesses sélectionné à l'aide desdits moyens d'affichage.
  8. 8. Boîte de vitesses pour un véhicule automobile, caractérisée en ce que la boîte de vitesses comprend un dispositif de gestion selon une quelconque des revendications 6 ou 7.
  9. 9. Boîte de vitesses pour un véhicule automobile, comprenant des moyens automatisés pour changer de rapport de vitesse, caractérisée en ce qu'elle comporte pour réaliser ces changements de rapport un dispositif de gestion selon une quelconque des revendications 6 ou 7.
  10. 10. Véhicule automobile équipé de moyens de régulation/limitation de vitesse, caractérisé en ce que le véhicule comprend une boîte de vitesses selon une quelconque des revendications 8 ou 9.
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