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Title:
METHOD AND DEVICE FOR LEARNING GEAR POSITIONS IN A VEHICLE GEARBOX, BY COMPARISON OF VALUES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/079392
Kind Code:
A1
Abstract:
A device (DA) is dedicated to learning the respective gear positions defined by the pinions of a gearbox (BV) coupled to a clutch (EM) and coupled to a variable speed heat engine (MT) and forming part of a vehicle (V), comprising a sensor (CP) suitable for delivering a first value representing the position of the pinions currently being used. When the clutch (EM) is in a closed position, said device (DA) is arranged to determine a second value representative of the gear currently being used as a function of the first value, and a third value representing an estimate of the gear currently being used as a function of measurements representative of the current speeds of primary (AP) and secondary (AS) shafts of the gearbox (BV), and for assigning to the first value an identifier of the gear chosen as a function of the result of a comparison between the second and third values.

Inventors:
GRISE CLEMENT (FR)
AUBIN PIERRE (FR)
GENIN FREDERIC (FR)
Application Number:
FR2015/052739
Publication Date:
May 26, 2016
Filing Date:
October 12, 2015
Export Citation:
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Assignee:
PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA (FR)
International Classes:
F16H59/70; F16H61/28
Foreign References:
US6393928B12002-05-28
US4642771A1987-02-10
FR2907746A12008-05-02
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
BESNARD, SEBASTIEN (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Procédé d'apprentissage des positions respectives de rapports définis par des pignons d'une boîte de vitesses (BV) d'un véhicule (V) couplée à un embrayage (EM) également couplé à un moteur thermique (MT) à régime variable, ledit véhicule (V) comprenant un capteur (CP) propre à fournir une première valeur représentative de la position de pignons en cours d'utilisation, caractérisé en ce qu'il comprend une première étape dans laquelle on détermine, lorsque ledit embrayage (EM) est dans une position fermée, une deuxième valeur représentative du rapport en cours d'utilisation en fonction de ladite première valeur, et une troisième valeur représentative d'une estimée du rapport en cours d'utilisation en fonction de mesures représentatives de régimes en cours d'un arbre primaire (AP) et d'un arbre secondaire (AS) de ladite boîte de vitesses (BV), et une seconde étape dans laquelle on associe à ladite première valeur un identifiant de rapport choisi en fonction du résultat d'une comparaison entre lesdites deuxième et troisième valeurs.

2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que dans ladite première étape on détermine ladite deuxième valeur dans une table établissant une correspondance entre des premières valeurs de position et des deuxièmes valeurs d'identifiant de rapport.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que dans ladite première étape on détermine ladite mesure représentative du régime en cours de l'arbre primaire (AP) en fonction d'une mesure du régime en cours dudit moteur thermique (MT), et ladite mesure représentative du régime en cours de l'arbre secondaire (AS) en fonction d'une mesure de la vitesse en cours dudit véhicule (V).

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans ladite seconde étape on associe à ladite première valeur un identifiant du rapport représenté par ladite deuxième valeur lorsque lesdites deuxième et troisième valeurs sont identiques.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans ladite seconde étape on associe à ladite première valeur un identifiant du rapport estimé représenté par ladite troisième valeur lorsque cette dernière diffère de ladite deuxième valeur.

6. Procédé selon la combinaison des revendications 2 et 5, caractérisé en ce que dans ladite seconde étape on associe à ladite première valeur contenue dans ladite table un identifiant du rapport estimé représenté par ladite troisième valeur lorsque cette dernière diffère de ladite deuxième valeur.

7. Dispositif (DA) pour l'apprentissage des positions respectives de rapports définis par des pignons d'une boîte de vitesses (BV) d'un véhicule (V) couplée à un embrayage (EM) également couplé à un moteur thermique (MT) à régime variable, ledit véhicule (V) comprenant un capteur (CP) propre à fournir une première valeur représentative de la position de pignons en cours d'utilisation, caractérisé en ce qu'il est agencé, lorsque ledit embrayage (EM) est dans une position fermée, pour déterminer une deuxième valeur représentative du rapport en cours d'utilisation en fonction de ladite première valeur, et une troisième valeur représentative d'une estimée du rapport en cours d'utilisation en fonction de mesures représentatives de régimes en cours d'un arbre primaire (AP) et d'un arbre secondaire (AS) de ladite boîte de vitesses (BV), et pour associer à ladite première valeur un identifiant de rapport choisi en fonction du résultat d'une comparaison entre lesdites deuxième et troisième valeurs.

8. Calculateur (CE) pour un véhicule (V) comprenant un embrayage (EM) couplé à une boîte de vitesses (BV) et à un moteur thermique (MT) à régime variable, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'apprentissage (DA) selon la revendication 7.

9. Véhicule (V) comprenant un embrayage (EM) couplé à une boîte de vitesses (BV) et à un moteur thermique (MT) à régime variable, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un calculateur (CE) selon la revendication 8.

10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.

Description:
PROCEDE ET DISPOSITIF D'APPRENTISSAGE DES POSITIONS DE RAPPORTS DANS UNE BOÎTE DE VITESSES DE VÉHICULE, PAR

COMPARAISON DE VALEURS

L'invention concerne les boîtes de vitesses non continues qui équipent certains véhicules à moteur thermique, éventuellement de type automobile, et plus précisément l'apprentissage des positions respectives des rapports qui sont définis par les pignons de telles boîtes de vitesses.

Comme le sait l'homme de l'art, les boîtes de vitesses précitées comprennent au moins un arbre primaire couplé à un embrayage qui est lui- même couplé à un moteur thermique, et au moins un arbre secondaire destiné à entraîner au moins un arbre de transmission. L'arbre primaire et l'arbre secondaire associé sont munis de pignons fixes et de pignons fous (translatables) qui sont destinés à définir par paires des rapports (ou vitesses).

Lorsqu'un rapport est utilisé (et donc engagé) dans une boîte de vitesses il possède dans cette dernière une position qui dépend de la position du pignon fou de la paire de pignons qui le définit. En raison des tolérances de fabrication des éléments constituants une boîte de vitesses, de l'usure de ces éléments et des variations des déplacements imposés aux fourchettes qui déplacent les pignons fous, il arrive relativement fréquemment que les positions d'engagement des pignons fous (et donc des rapports correspondants) varient pendant la durée de vie de la boîte de vitesses.

Cette variation peut s'avérer problématique lorsque l'embrayage est automatisé et donc qu'il est piloté en fonction du rapport qui est en cours d'engagement dans la boîte de vitesses associée. En effet, lorsque la détermination du rapport en cours d'engagement est réalisée en fonction d'une comparaison entre des positions de rapport prédéfinies et la position de rapport estimée par un capteur implanté dans la boîte de vitesses, il peut arriver que l'on ne parvienne pas à déterminer le rapport qui est effectivement engagé ou bien que le rapport déterminé ne soit pas le bon en raison d'une variation de la position d'un rapport voisin et de l'imprécision de la position estimée inhérente au capteur, alors même que l'on prend en compte des valeurs de dispersions organiques de la boîte de vitesses et de la commande de cette dernière dans les phases où l'embrayage est ouvert.

Par conséquent, lorsque l'une des situations précitées survient, les stratégies de contrôle de modes dits de roue libre (avec le moteur thermique allumé (ou « coasting »)), ou de marche rampante (ou « rampage ») ne sont pas inhibées alors qu'elles devraient l'être et donc le moteur thermique risque fortement de caler lors de la fermeture de l'embrayage, ce qui peut s'avérer dangereux. De ce fait, les fonctions de coasting, de « sailing » (roue libre avec le moteur thermique temporairement coupé), de rampage et d'anti-calage ne peuvent pas être mises en œuvre correctement.

L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation.

Elle propose notamment à cet effet un procédé destiné à permettre l'apprentissage des positions respectives de rapports définis par des pignons d'une boîte de vitesses (non continue) faisant partie d'un véhicule, comprenant un capteur propre à fournir une première valeur représentative de la position de pignons en cours d'utilisation, et couplée à un embrayage également couplé à un moteur thermique à régime variable.

Ce procédé se caractérise par le fait qu'il comprend :

- une première étape dans laquelle on détermine, lorsque l'embrayage est dans une position fermée, une deuxième valeur représentative du rapport en cours d'utilisation en fonction de la première valeur, et une troisième valeur représentative d'une estimée du rapport en cours d'utilisation en fonction de mesures représentatives de régimes en cours d'un arbre primaire et d'un arbre secondaire de la boîte de vitesses, et

- une seconde étape dans laquelle on associe à la première valeur un identifiant de rapport choisi en fonction du résultat d'une comparaison entre les deuxième et troisième valeurs.

Ainsi, on peut apprendre la position effective de chaque rapport à des instants choisis (une ou plusieurs fois pendant la durée de vie d'une boîte de vitesses) afin d'éviter que le rapport en cours estimé ne soit pas celui qui est effectivement engagé.

Le procédé selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :

- dans la première étape on peut déterminer la deuxième valeur dans une table établissant une correspondance entre des premières valeurs de position et des deuxièmes valeurs d'identifiant de rapport ;

- dans la première étape on peut déterminer la mesure qui est représentative du régime en cours de l'arbre primaire en fonction d'une mesure du régime en cours du moteur thermique, et la mesure qui est représentative du régime en cours de l'arbre secondaire en fonction d'une mesure de la vitesse en cours du véhicule ;

- dans la seconde étape on peut associer à la première valeur l'identifiant du rapport qui est représenté par la deuxième valeur, lorsque les deuxième et troisième valeurs sont identiques ;

- dans la seconde étape on peut associer à la première valeur l'identifiant du rapport estimé qui est représenté par la troisième valeur, lorsque cette dernière diffère de la deuxième valeur ;

dans la seconde étape on peut associer à la première valeur contenue dans la table l'identifiant du rapport estimé qui est représenté par la troisième valeur lorsque cette dernière diffère de la deuxième valeur.

L'invention propose également un dispositif dédié à l'apprentissage des positions respectives de rapports définis par des pignons d'une boîte de vitesses (non continue) faisant partie d'un véhicule, comprenant un capteur propre à fournir une première valeur représentative de la position de pignons en cours d'utilisation, et couplée à un embrayage également couplé à un moteur thermique à régime variable.

Ce dispositif se caractérise par le fait qu'il est agencé, lorsque l'embrayage est dans une position fermée, pour déterminer une deuxième valeur représentative du rapport en cours d'utilisation en fonction de la première valeur, et une troisième valeur représentative d'une estimée du rapport en cours d'utilisation en fonction de mesures représentatives de régimes en cours d'un arbre primaire et d'un arbre secondaire de la boîte de vitesses, et pour associer à la première valeur un identifiant de rapport choisi en fonction du résultat d'une comparaison entre les deuxième et troisième valeurs.

L'invention propose également un calculateur, destiné à équiper un véhicule comprenant un embrayage couplé à une boîte de vitesses (non continue) et à un moteur thermique à régime variable, et comprenant un dispositif d'apprentissage du type de celui présenté ci-avant.

L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un embrayage, couplé à une boîte de vitesses (non continue) et à un moteur thermique à régime variable, et un calculateur du type de celui présenté ci-avant.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de véhicule comprenant un groupe motopropulseur, à moteur thermique couplé à une boîte de vitesses via un embrayage à pilotage automatisé, et un calculateur muni d'un dispositif d'apprentissage selon l'invention, et

- la figure 2 illustre schématiquement un exemple d'algorithme mettant en œuvre un procédé d'apprentissage selon l'invention.

L'invention a notamment pour but de proposer un procédé d'apprentissage, et un dispositif d'apprentissage DA associé, destinés à permettre l'apprentissage des positions respectives de rapports définis par des pignons d'une boîte de vitesses BV non continue et faisant partie d'un véhicule V.

Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant un groupe motopropulseur comportant au moins un moteur thermique couplé à une boîte de vitesses (non continue) via un embrayage automatisé, et notamment les véhicules terrestres (quel qu'en soit le type) et les véhicules maritimes (ou fluviaux). Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le groupe motopropulseur est de type conventionnel, et donc qu'il ne comprend qu'au moins un moteur thermique MT. Mais il pourrait être de type hybride (c'est-à-dire comprenant au moins deux sources d'énergie, comme par exemple au moins un moteur thermique et au moins une machine (ou moteur), électrique ou hydraulique ou encore à air comprimé, associé(e) à des moyens de stockage d'énergie).

On a schématiquement illustré sur la figure 1 un exemple non limitatif de véhicule V à groupe motopropulseur (ici conventionnel). Comme illustré, ce véhicule V comprend notamment un moteur thermique MT, un arbre moteur AM, un embrayage EM de type automatisé, une boîte de vitesses BV non continue, un calculateur de supervision CS, un calculateur d'embrayage CE, un actionneur d'embrayage AE, une pédale de frein PF, une pédale d'accélérateur PA et une pédale d'embrayage PE.

Le moteur thermique MT comprend un vilebrequin qui définit l'arbre moteur AM, destiné à être entraîné en rotation selon un régime moteur choisi et variable.

Le fonctionnement du moteur thermique MT est contrôlé par le calculateur de supervision CS. Ce dernier (CS) connaît notamment à chaque instant la mesure vv de la vitesse du véhicule V, la mesure rm du régime en cours du moteur thermique MT, et l'état (ou niveau) d'enfoncement des pédales de frein PF, d'embrayage PE et d'accélérateur PA.

La boîte de vitesses BV est par exemple de type manuel. Dans ce cas, notamment, elle comprend un arbre primaire (ou d'entrée) AP et au moins un arbre secondaire (ou de sortie) AS, destinés à être couplés l'un à l'autre en vue de transmettre du couple. L'arbre primaire AP est destiné à recevoir le couple moteur via l'embrayage EM et comprend plusieurs pignons (non représentés) destinés à participer à la définition des différents rapports (ou vitesses) sélectionnâmes de la boîte de vitesses BV. L'arbre secondaire AS est destiné à recevoir le couple moteur via l'arbre primaire AP afin de le communiquer à un train (ici le train avant TV), via un différentiel DV. Cet arbre secondaire AS comprend plusieurs pignons (non représentés) destinés à engrener certains pignons de l'arbre primaire AP afin de participer à la définition des différents rapports (ou vitesses) sélectionnâmes de la boîte de vitesses BV.

Cette boîte de vitesses BV est par ailleurs équipée d'un capteur (de position) CP destiné à fournir une première valeur v1 qui est représentative de la position des pignons en cours d'utilisation, et donc qui définissent le rapport en cours d'engagement.

Par exemple, ce capteur CP peut être associé à une fourchette de commande de la boîte de vitesses BV. Dans ce cas, il mesure la position en cours de la fourchette de commande, laquelle est représentative de la position des pignons définissant le rapport en cours d'engagement. Ce capteur CP peut, par exemple, être de type magnétique ou mécanique.

On notera que dans des variantes de réalisation la boîte de vitesses BV pourrait être de type automatique, ou de type manuel piloté (ou robotisé) ou encore à double embrayage (ou DCT). Dans tous les cas elle est de type discret (ou non continue) et non pas de type continu.

L'embrayage EM comprend notamment un volant moteur qui est solidarisé fixement à l'arbre moteur AM et un disque d'embrayage qui est solidarisé fixement à l'arbre primaire AP. La position du disque d'embrayage est contrôlée par l'actionneur d'embrayage AE en fonction de consignes fournies par le calculateur d'embrayage CE.

Le calculateur d'embrayage CE est ici couplé au calculateur de supervision CS afin de recevoir, notamment, l'information relative à l'état (ou au niveau) d'enfoncement de la pédale d'embrayage PE, à partir de laquelle il définit une consigne pour l'actionneur d'embrayage AE.

On notera que dans une variante de réalisation le calculateur d'embrayage CE pourrait faire partie du calculateur de supervision CS.

Comme indiqué plus haut, l'invention propose notamment de mettre en œuvre, au sein d'un véhicule V, un procédé d'apprentissage destiné à permettre l'apprentissage des positions respectives des rapports de la boîte de vitesses BV.

Cette mise en œuvre peut se faire au moyen d'un dispositif d'apprentissage DA qui peut, comme illustré non limitativement sur la figure 1 , être installé dans le calculateur d'embrayage CE. Mais cela n'est pas obligatoire. En effet, il pourrait faire partie du calculateur de supervision CS ou bien être externe au calculateur d'embrayage CE et au calculateur de supervision CS, tout en étant couplé à l'un au moins de ces derniers (CE et CS). Dans ce dernier cas, il peut être lui-même agencé sous la forme d'un calculateur dédié comprenant un éventuel programme dédié, par exemple. Par conséquent, un dispositif d'apprentissage DA, selon l'invention, peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d'une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels.

Le procédé (d'apprentissage DA), selon l'invention, comprend des première et seconde étapes. Ce procédé peut être mis en œuvre à des instants choisis, éventuellement programmés (au moins pour certains d'entre eux). Ainsi, il peut, par exemple, être mis en œuvre plusieurs fois pendant la durée de vie de la boîte de vitesses BV afin de permettre une mise à jour des positions respectives de ses rapports (ou vitesses).

La première étape, du procédé, est déclenchée lorsque l'embrayage EM est dans une position fermée, et donc lorsqu'il couple effectivement l'arbre moteur AM à l'arbre primaire AP de la boîte de vitesses BV pour que les roues du véhicule V puissent être entraînées en rotation.

Durant cette première étape on (le dispositif DA) détermine une deuxième valeur v2 qui est représentative du rapport en cours d'utilisation en fonction de la première valeur v1 fournie par le capteur CP (ici via le calculateur de supervision CS), et une troisième valeur v3 qui est représentative d'une estimée du rapport en cours d'utilisation en fonction de mesures rap et ras représentatives respectivement du régime en cours de l'arbre primaire AP et du régime en cours de l'arbre secondaire AS.

Dans un premier exemple de réalisation, la mesure rap représentative du régime en cours de l'arbre primaire AP peut être fournie par un capteur associé à ce dernier (AP), et la mesure ras représentative du régime en cours de l'arbre secondaire AS peut être fournie par un capteur associé à ce dernier (AS).

Dans un second exemple de réalisation, on (le dispositif DA) peut déterminer la mesure rap qui est représentative du régime en cours de l'arbre primaire AP en fonction d'une mesure rm du régime en cours du moteur thermique MT, et on peut déterminer la mesure ras qui est représentative du régime en cours de l'arbre secondaire AS en fonction d'une mesure vv de la vitesse en cours du véhicule V. Ces deux mesures rm et vv sont (ici) fournies par le calculateur de supervision CS. Cette variante est utilisée lorsque l'on ne dispose pas de capteurs associés aux arbres primaire AP et secondaire AS de la boîte de vitesses BV.

On considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que l'on est dans le cas décrit au paragraphe précédent.

Par exemple, on (le dispositif DA) peut déterminer la deuxième valeur v2 dans une table qui établit une correspondance entre des premières valeurs de position de rapport et des deuxièmes valeurs d'identifiant de rapport. Cette table est de préférence stockée dans une mémoire du dispositif DA, éventuellement de type logiciel.

Par ailleurs, chaque troisième valeur v3 peut être déterminée par le dispositif DA soit par le calcul en déterminant le résultat d'une fonction prédéfinie ayant pour paramètres les mesures vv et rm ou bien les mesures rap et ras, soit par comparaison à une table établissant une correspondance entre des identifiants de rapport et des couples (rap, ras) ou (vv, rm). Cette dernière table est alors de préférence stockée dans une mémoire du dispositif DA, éventuellement de type logiciel.

Cette première étape correspond à l'étape 10 de l'exemple d'algorithme de la figure 2.

Dans une seconde étape, du procédé selon l'invention, on associe à la première valeur v1 un identifiant de rapport qui est choisi en fonction du résultat d'une comparaison entre les deuxième v2 et troisième v3 valeurs déterminées lors de la première étape.

Cette comparaison entre v2 et v3 correspond à la sous-étape 20 de l'exemple d'algorithme de la figure 2.

Grâce à ces comparaisons on peut donc apprendre les positions effectives et respectives des différents rapports de la boîte de vitesses BV, et ainsi éviter qu'un rapport en cours estimé ne soit pas celui qui est effectivement engagé. Par exemple, et comme illustré par la sous-étape 30a de l'exemple d'algorithme de la figure 2, lorsque les deuxième v2 et troisième v3 valeurs sont identiques, on (le dispositif DA) peut associer à la première valeur v1 fournie par le capteur CP un identifiant du rapport qui est représenté par la deuxième valeur v2. Dans ce cas, si l'on utilise une table de correspondance entre des premières valeurs de position de rapport et des deuxièmes valeurs d'identifiant de rapport, on (le dispositif DA) peut, par exemple, soit laisser inchangée cette table de correspondance, soit remplacer dans la table de correspondance la première valeur, qui est stockée en correspondance de l'identifiant du rapport représenté par la deuxième valeur v2, par la première valeur v1 fournie par le capteur CP.

Egalement par exemple, et comme illustré par la sous-étape 30b de l'exemple d'algorithme de la figure 2, lorsque la deuxième valeur v2 est différente de la troisième valeur v3, on (le dispositif DA) peut associer à la première valeur v1 fournie par le capteur CP un identifiant du rapport estimé qui est représenté par la troisième valeur v3. Dans ce cas, si l'on utilise une table de correspondance entre des premières valeurs de position de rapport et des deuxièmes valeurs d'identifiant de rapport, on (le dispositif DA) peut, par exemple, remplacer dans la table de correspondance la deuxième valeur, qui est stockée en correspondance d'une première valeur similaire à v1 (fournie par le capteur CP), par la troisième valeur v3.

On notera que grâce à l'apprentissage proposé par l'invention on connaît avec une bien meilleure précision la position de chaque rapport. Par conséquent, on peut éventuellement utiliser un capteur de position offrant une précision moins importante qu'à l'accoutumée si l'on veut réduire les coûts et/ou l'encombrement.