FR2701679A1

FR2701679A1 - Dispositif d'entraînement pour voiture électrique ou électromobile et procédé pour passer les rapports.

Info

Publication number: FR2701679A1
Application number: FR9401407A
Authority: FR
Inventors: Bitsche Otmar; Schneeberger Erwin
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1993-02-18
Filing date: 1994-02-08
Publication date: 1994-08-26
Anticipated expiration: 2014-02-08
Also published as: ATA254493A; JPH06319211A; US5498216A; FR2701679B1; DE4305054A1

Abstract

Un dispositif d'entraînement pour une voiture électrique est constitué d'un moteur électrique (3) pouvant être commandé au moyen d'un convertisseur de courant, d'une boîte de vitesses (5) avec au moins deux rapports (I, II), un accouplement (29, 30) étant associé à chacun de ces rapports, et avec un actionneur (14) pour engager les accouplements (29, 30), ainsi que d'une unité de commande (12) pour le passage des rapports, qui reçoit les signaux de régime de capteurs (8, 9). Afin d'obtenir le confort d'utilisation d'une boîte automatique avec un coût minimal, les accouplements (29, 30) de la boîte de vitesses (5) sont des accouplements à crabots (23, 27; 24, 27) sans synchronisation mécanique, et l'unité de commande (12) agit d'une part (22) sur le ou les actionneurs (14) et d'autre part sur un convertisseur de courant (20) commandant le moteur électrique (3), afin de réaliser ainsi la synchronisation des moitiés d'accouplement respectives (23, 27; 24, 27) avant leur engagement. L' invention concerne également un procédé pour le passage des rapports de la boîte de vitesses au moyen d'une commande à microprocesseur.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'entraînement pour voiture

électrique ou électromobile, constitué d'un moteur électrique pouvant être commandé au moyen d'un convertisseur de courant, d'une boîte de vitesses avec au moins deux rapports, des accouplements étant associés à ces rapports, et avec un actionneur pour engager les accouplements, ainsi que d'une unité de commande pour le passage des rapports, qui reçoit des signaux indiquant les régimes (nombres de tours) du côté

d'entrée et du côté de sortie de la boîte de vitesses.

L'invention concerne également un procédé pour passer les

rapports dans un tel dispositif d'entraînement.

Les voitures électriques ou électromobiles sont équipées, soit de boîtes de vitesses à plusieurs étages à commande manuelle, soit de boîtes de vitesses monoétagées à rapport de transmission fixe Le second type présente

l'inconvénient de nécessiter, afin d'obtenir des performan-

ces de marche satisfaisantes, un moteur très gros et très puissant avec une commande de performances correspondantes,

ce qui augmente le poids et le coût de fabrication.

Les boîtes de vitesses à plusieurs étages sont le plus souvent, surtout lorsqu'elles dérivées d'un véhicule de grande série à moteur thermique, plus grosses et lourdes que nécessaires, attendu qu'une voiture électrique se suffit d'une boîte de vitesses à deux ou trois rapports avant Les moteurs électriques modernes pouvant être commandés à volonté au moyen de convertisseurs de courant,

on peut souvent se passer d'un rapport arrière indépendant.

Par contre, du fait de la capacité limitée des batteries d'accumulateurs connues, il est souhaitable d'obtenir un poids minimal du véhicule et de récupérer l'énergie de freinage Les organes d'entraînement et de transmission doivent donc être les plus légers et les moins encombrants possibles, car la taille du véhicule contribue à l'alourdir Par ailleurs, des boîtes automatiques

seraient certes souhaitables, dans la mesure o les véhicu-

les automobiles sont principalement destinés au trafic urbain; mais on doit les éliminer à cause des coûts élevés

et des insuffisances de rendement.

On connaît par le document DE-A-4212324 une boîte de vitesses à deux rapports pour des voitures électriques dans laquelle, pour le passage des rapports, un des deux pignons fous peut être respectivement relié à l'arbre de sortie par un accouplement à disques La transmission ne présente pas de rapport arrière indépendant, pas plus que

d'embrayage de séparation Le dispositif pour l'actionne-

ment des accouplements à disques ne présente pas de point mort Une roue libre est prévue dans le premier étage de la boîte, non seulement pour améliorer le confort du passage des rapports, mais aussi et surtout parce qu'autrement, lors de la rétrogradation dans le premier rapport, le moteur électrique qui tourne très vite serait accéléré

conjointement avec sa multiplication.

Mais cette boîte de vitesses connue présente plusieurs inconvénients: suite à l'utilisation d'accouple- ments à friction, le passage de rapport est relativement long et s'accompagne de pertes d'énergie considérables, dans l'accouplement à friction proprement dit et aussi parce que, du fait de la roue libre, on ne peut pas obtenir25 de freinage par récupération lors de la rétrogradation De plus, l'encombrement des deux accouplements multidisques et

donc de l'ensemble de la transmission est considérable.

On connaît par le document EP-A-21 877 un dispo-

sitif d'entraînement de véhicule à moteur électrique dans lequel un embrayage de séparation est automatiquement désengagé au début du passage de rapport et, dès que le sélecteur est au point mort, un calculateur produit à partir du régime moteur, du régime d'essieu et du rapport enclenché, un signal de commande qui produit une modifica- 35 tion correspondante du régime moteur Du fait du passage manuel direct des rapports et de l'embrayage de séparation, l'atteinte du synchronisme dans la boîte de vitesses proprement dite n'est pas garantie, malgré la présence du calculateur, et il faut prévoir une synchronisation mécanique, avec tous les inconvénients associés. On sait enfin par le document DE-A-36 05 377, que pour un dispositif d'entraînement de véhicule équipé d'un moteur quelconque, d'une boîte de vitesses étagée et d'un embrayage de séparation, on peut amener le régime du moteur d'entraînement au régime de synchronisation en accélérant

ou décélérant ce moteur Mais cela s'effectue avec l'em-

brayage de séparation désengagé, de sorte que la partie côté boîte de vitesses dudit embrayage et la partie côté moteur de la boîte de vitesses doivent à nouveau être accélérées ou décélérées Ce dispositif d'entraînement ne tient pas compte des particularités d'un entraînement électrique, et le soulagement apporté au conducteur est en

réalité minime.

La présente invention a donc pour but de conce-

voir un dispositif d'entraînement pour une voiture électri-

que ou électromobile, et un procédé correspondant pour passer les rapports, qui permettent d'atteindre le confort d'utilisation d'une boîte automatique avec des dépenses de

construction minimales et une économie maximale.

Selon l'invention, les accouplements de la boîte

de vitesses sont des accouplements à crabots sans synchro-

nisation mécanique, et l'unité de commande agit d'une part sur l'actionneur muni d'un capteur de position et d'autre part sur le convertisseur de courant commandant le moteur électrique, permettant ainsi de réaliser la synchronisation

des moitiés d'accouplement respectives avant leur engage-

ment. Les accouplements à crabots fonctionnent sans aucune perte, car sans friction, sont très peu encombrants et nécessitent des forces d'actionnement minimes L'unité de commande, qui agit tant sur l'actionneur que sur le moteur, maîtrise la totalité du processus de passage de rapport Elle utilise pleinement la souplesse et la rapidité de la technique du convertisseur, surmontant ainsi l'inconvénient majeur de l'accouplement à crabots (possibi- lité de passer les rapports seulement en situation de synchronisme), tout en profitant de tous les avantages de l'accouplement à crabots On peut ainsi réaliser avant l'accouplement le synchronisme de façon rapide et précise, même sans embrayage de séparation supplémentaire, et engager l'accouplement juste au moment adéquat On obtient ainsi le confort d'utilisation et de conduite d'une boîte automatique avec un coût minime, de façon économe en

énergie et avec un encombrement minimal.

Selon une configuration supplémentaire de l'in-

vention, on peut aussi prévoir, sur le modèle des boîtes automatiques connues de véhicules à moteur thermique, un levier de sélection pour produire un signal permettant d'allouer le rapport souhaité à l'unité de commande Il suffit d'une liaison avec l'unité de commande, sans

qu'aucune autre intervention soit nécessaire Même lors-

qu'un rapport est présélectionné, le synchronisme est

réalisé avec la même précision.

On obtient une simplification si les signaux de régime et/ou de couple de rotation du côté d'entrée de la

boîte de vitesses sont mis à disposition par le convertis-

seur de courant L'unité de commande proprement dit peut être conçue de façon en soi quelconque Il est cependant particulièrement avantageux que l'unité de commande soit un microprocesseur qui met en oeuvre de façon répétitive un programme mémorisé Un microprocesseur permet d'asservir le moteur, au moyen du convertisseur de courant, de façon à obtenir le régime synchrone nécessaire pour le passage de rapport de manière particulièrement rapide et précise.35 Le procédé selon l'invention pour passer les rapports comprend les étapes suivantes: a) on contrôle la correspondance entre le rapport

effectivement enclenché et le rapport de consi-

gne, et production d'un ordre de passage de rapport dans la négative, b) lors de la production de l'ordre de passage de

rapport, le couple de rotation du moteur électri-

que est abaissé à zéro selon une allure définie, c) l'actionneur est ensuite amené au point mort, et y est maintenu, d) au moyen du convertisseur de courant, le

moteur électrique est ensuite accéléré ou décé-

léré au régime ciblé, e) lorsque ce régime est atteint, le rapport de

consigne est enclenché en commandant l'action-

neur, f) enfin, le couple moteur est augmenté à la

valeur souhaitée selon une allure définie.

Pour un accouplement à crabots, le fait de contrôler en permanence si le rapport correct est enclenché ou si le rapport est correctement enclenché, prévient les éventuelles erreurs de passage de rapport En abaissant le couple de rotation, l'accouplement à crabots respectif peut être désengagé ou, selon le cas, engagé très rapidement, avec une faible force d'actionnement Il n'apparaît cependant pas d'à-coup sensible, du fait de l'allure définie du couple de rotation C'est également vrai lorsque le couple est à nouveau augmenté à la fin du passage de rapport. Tandis que l'actionneur est maintenu au point mort, le synchronisme peut être réalisé sans qu'il faille

craindre un engagement intempestif La réalisation du synchronisme est particulièrement économe et rapide, car il suffit pour cela de retarder ou d'accélérer, au moyen du35 convertisseur de courant, le régime du moteur non chargé.

Selon une caractéristique supplémentaire du procédé selon l'invention, le rapport de consigne est chaque fois à nouveau déterminé de façon automatique par le convertisseur de courant à partir des données de marche (régime d'entrée de boîte, régime de régime de sortie de boîte et couple d'entrée de boîte ou couple moteur) On dispose ainsi constamment d'une valeur actuelle, et l'unité de commande réagit promptement aux conditions de marche modifiées Lorsque le rapport de consigne est alloué au moyen du levier de sélection et qu'avant de déterminer le rapport de consigne, on s'interroge sur la présence d'un

signal de sélection, la commande réagit également prompte-

ment L'interrogation de la position du levier de sélection peut être incorporée au déroulement du processus par une

seule étape de calcul.

Selon une configuration avantageuse du procédé, pour déterminer le rapport de consigne, on s'interroge d'abord sur le rapport effectif puis on détermine un régime limite du côté d'entrée pour ce rapport effectif A partir de ce régime limite, on obtient le rapport de consigne par comparaison avec le régime effectif du côté d'entrée Par la détermination du régime limite pour le rapport actuel comme grandeur intermédiaire, on définit également le seuil de passage de rapport, garantissant ainsi le passage de rapport non seulement dans le rapport correct, mais aussi au régime correct respectif Le régime limite, et donc également le seuil de passage de rapport, est correct parce qu'il est calculé à partir d'une valeur constante fonction du rapport, d'une valeur variable fonction du couple de rotation et d'un facteur d'hystérèse On garantit ainsi également que la boîte de vitesses ne passe pas sans cesse

d'un rapport à l'autre.

Selon une caractéristique supplémentaire du procédé, le rapport de consigne ainsi déterminé est ensuite comparé au signal de rapport effectif, l'ordre de passage de rapport étant donné si ces rapports sont différents et les freins non actionnés Etant donné que la comparaison n'a pas déjà lieu entre des variables d'état de marche, mais seulement entre le rapport effectif et le rapport ciblé, la décision peut être liée sur le plan logique d'une

manière simple à des conditions de sécurité.

Selon une configuration supplémentaire du procé-

dé, il est prévu que, lors de la production de l'ordre de passage de rapport, le couple du moteur électrique est abaissé à zéro selon une allure qui est fonction du signal de position de pédale d'accélération et, à partir du rapport effectif et du rapport ciblé, on décide s'il faut d'abord passer au point mort et, dans la négative, on passe à la phase de synchronisation Cette mesure, qui semble triviale au premier abord, permet de gérer le passage de

rapport de façon récursive au moyen d'une seule interroga-

tion supplémentaire, et d'enclencher un rapport pendant la

marche même à partir du point mort.

Si le régime ciblé du moteur électrique est déterminé en tenant également compte de la vitesse moyenne de modification du régime à la sortie de la boîte de vitesses, on peut chaque fois obtenir un réembrayage particulièrement doux Si le couple moteur est alors également augmenté à la valeur allouée par la position actuelle de la pédale d'accélération, le couple atteint

sans aucun à-coup la valeur allouée par la pédale.

La sécurité du procédé peut être encore augmentée par le fait qu'avant la comparaison du rapport actuel avec le rapport de consigne, le rapport actuel n'est pas30 seulement enregistré par le capteur de rapport, mais calculé à partir de la relation entre les régimes d'entrée et de sortie et comparé au signal mis à disposition par le capteur de position et, en cas d'inégalité des résultats, l'actionneur n'est actionné qu'à l'arrêt du moteur et du

véhicule.

Avec la structure logique du procédé selon l'invention, on peut facilement mettre en oeuvre, dans de nombreuses étapes, des mesures de sécurité telles que celles décrites ci-avant Leur importance est facilement sous-estimée lors de la conception Elles sont pourtant essentielles pour la bonne marche du véhicule, pour son utilisation par un conducteur moyen et pour l'usure

mécanique des composants.

L'invention va être maintenant expliquée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'une disposition possible du dispositif d'entraînement selon l'invention, la figure 2 est une représentation schématique du dispositif d'entraînement selon l'invention avec son unité de commande,

la figure 3 est un diagramme d'état qui repré-

sente sommairement le déroulement du procédé selon l'inven-

tion par ses différentes étapes, les figures 4 à 10 sont des diagrammes de déroulement pour les différentes étapes du diagramme de la

figure 3.

La figure 1 représente symboliquement une voiture

électrique par son essieu avant 1 et son essieu arrière 2.

Un moteur électrique pouvant être commandé 3 entraînant directement, sans embrayage de séparation, une boîte de vitesses 5 par l'intermédiaire d'un démultiplicateur 4, dont on peut également se passer en prévoyant, de manière appropriée, un bas régime nominal du moteur ou une grande

démultiplication finale.

La figure 2 ne représente plus, de l'ensemble du dispositif d'entraînement, que le moteur électrique 3 et la boîte de vitesses 5 La boîte de vitesses 5 est une boîte de vitesses à deux ou trois rapports avant et sans marche arrière Un premier arbre 6, du côté d'entrée de la boîte, réalise la liaison avec le moteur électrique 3, tandis qu'un second arbre 7, du côté de sortie, mène à l'essieu moteur 1 (figure 1) Des capteurs de régime 8, 9 mettent à

la disposition d'une unité de commande 12, par l'intermé-

diaire de lignes 10, 11, des signaux qui indiquent les

régimes du côté de sortie et du côté d'entrée Alternative-

ment, le signal indiquant le régime du premier arbre peut

aussi être tiré du convertisseur de courant 20 par l'inter-

médiaire de la ligne 11 ' La boîte de vitesses 5 présente en outre un actionneur 14, qui produit les mouvements nécessaires de passage de rapport dans la boîte de vitesses Un capteur de position 13 signale à l'unité de commande

la position actuelle de l'actionneur 14.

Dans le présent exemple de réalisation de la

boîte de vitesses 5, il s'agit d'une boîte à deux rapports.

Il pourrait aussi s'agir d'une boîte à trois rapports Le premier arbre 6 présente deux pignons fixes 25, 26, qui engrènent avec deux pignons fous 23, 24 sur le second arbre

7 Un manchon d'accouplement 27 ou une partie d'accouple-

ment (selon le type de construction de l'accouplement en question) est solidaire en rotation du second arbre 7 et peut être, à partir d'une position neutre ou point mort " O "r, sélectivement accouplé à un des deux pignons fous 23, 24, selon celui des deux rapports "'I" ou "II" qui doit être passé Le manchon d'accouplement 27 constitue un accouple- ment 29 avec des dents ou crabots correspondants du pignon

fou 23, et un accouplement 30 avec ceux du pignon fou 24. Le mouvement de passage de rapport est réalisé par une fourchette 28, qui pénètre à l'intérieur de la boîte de30 vitesses depuis l'actionneur 14 L'important pour l'inven-

tion est que cette boîte de vitesses n'est pas mécanique-

ment synchronisée; c'est pourquoi l'on se contente de simples accouplements à crabots ou à dents 29, 30 La

synchronisation est assurée par l'unité de commande 12.

L'unité de commande 12 reçoit également un signal de position de la pédale d'accélération, un signal de frein 16 et un signal 17 de sélection de rapport Afin de s'adapter au conducteur, habitué à des moteurs thermiques, la pédale de frein est conçue de telle sorte que le signal de frein 16 engendre d'abord un effet de frein-moteur, et n'agit en outre sur les freins de roue qu'à partir de l'application d'une force donnée sur la pédale L'unité de commande 12 est un microprocesseur qui, selon un programme constitué de routines et de sous-routines, produit à partir des signaux 10, 11, 15, 16, 17 et 18 des signaux de sortie 19, 22 Le signal de sortie 19 agit sur un convertisseur de courant 20 qui commande le moteur électrique 3, tandis que le signal de sortie 22 agit sur l'actionneur 14 de la boîte

de vitesses 5.

La figure 3 est un diagramme d'état qui repré-

sente la succession des étapes, ci-après appelées routines, du processus de passage de rapport L'étape a de la figure 3, "contrôler le rapport enclenché", détaillée sur la

figure 4, consiste en une routine déroulée en permanence.

Une sous-routine de la routine de la figure 4 est détaillée sur la figure 5 Lorsque la nécessité d'un passage de rapport est établie, le programme passe à l'étape suivante, "réduire à zéro le couple moteur", étape b de la figure 3, qui est détaillée sur la f igure 6 Une fois la réduction accomplie, il s'ensuit l'étape suivante, "amener la boîte de vitesses au point mort", étape c de la f igure 3, qui est détaillée sur la f igure 7 Lorsque la boîte de vitesses est au point mort, on accomplit la synchronisation proprement dite, étape d de la figure 3, "synchroniser la boîte de vitesses", qui est détaillée sur la figure 8 Il s'ensuit la routine suivante "enclencher le rapport", étape e de la figure 3, détaillée sur la figure 9 Lorsque le rapport est enclenché et que la position de consigne de l'actionneur est atteinte, il s'ensuit la routine "augmenter à nouveau le couple moteur", étape f de la figure 3, détaillée sur la la f igure 10 Le diagramme d'état permet déjà de constater qu'un concept de sécurité complet est mis en oeuvre, qui tient compte de toutes éventualités Dans la routine "réduire à zéro le couple moteur", étape b, si l'on constate que les freins de roues sont actionnés, la boîte de vitesses n'est pas amenée au point mort, mais on retourne à l'étape a par la boucle h On empêche ainsi de soustraire l'effet de freinage du moteur lors du freinage avec les freins de roues A l'étape b, si l'on constate que la boîte de vitesses se trouve déjà au point mort, l'étape c est contournée par la boucle i, et le programme passe immédiatement à l'étape d A l'étape c, si l'on constate que le point mort est également la position de consigne, le programme avance à l'étape f par la boucle j Lorsque la routine "augmenter à nouveau le couple moteur", étape f, est achevée, le programme retourne par la boucle g au début, à l'étape a Des étapes de contrôle respectives sont également prévues à l'intérieur des routines b, c, d et f elles-mêmes Si ces étapes conduisent à une signalisation d'erreur, elles mènent par la boucle k à l'étape m, o l'on cherche à supprimer l'erreur pour, en cas de succès, revenir à l'étape a par la boucle l; en cas d'échec, le

passage de rapport est interrompu (étape n).

La figure 4 représente la routine "contrôler le rapport enclenché" Pour déterminer le rapport actuel (étape 30), on interroge le capteur 13 (figure 2) pour la position de l'actionneur 14 (figure 2) A partir des signaux des capteurs de régime 8, 9, on détermine ensuite la relation liant les régimes (étape 31) et, à l'étape 32, on compare l'expression précédente pendant une durée déterminée à la position de l'actionneur déterminée à l'étape 30 Si elles ne correspondent pas entre elles, on pose un drapeau d'erreur (étape 33) Si elles correspondent

entre elles, on demande, à l'étape 34, si le mode automati-

que est sélectionné S'il l'est, le rapport de consigne est, à l'étape 35, déterminé de façon automatique à partir des données de marche, à savoir le régime d'entrée de boîte, le régime de sortie de boîte et le couple d'entrée, les premiers étant tirés des signaux des capteurs de régime 8, 9 et le dernier du convertisseur de courant 20 Si le mode automatique n'est pas sélectionné, on lit, à l'étape

36, le signal 17 du levier de sélection non représenté.

S'il n'est pas prévu de levier de sélection, les étapes 34

et 36 peuvent être supprimées.

L'étape 35 correspond à une sous-routine qui est détaillée sur la figure 5 Sur la figure 4, l'étape

suivante est l'étape 37, o l'on compare le rapport déter-

miné à l'étape 35 ou 36 au rapport actuel et o l'on demande si les freins sont actionnés Si le rapport de consigne et le rapport actuel sont différents et si les freins ne sont pas actionnés, on demande à l'étape 38 si un drapeau d'erreur est déjà posé Si la réponse est positive et si (étape 39) le véhicule n'est pas à l'arrêt, le passage de rapport n'est pas effectué, et le programme retourne ("RETOUR") à la routine a de la figure 3 S'il n'y a pas de drapeau d'erreur posé, le programme avance de l'étape 38 à l'étape 40 (début de l'étape b de la figure 3). La sous-routine "déterminer automatiquement le rapport de consigne à partir des données de marche", représentée sur la figure 5, est déroulée par l'étape 35 de la figure 4 Aux étapes 42 et 43, on se demande quel est le rapport actuel S'il s'agit du premier rapport (étape 42) ou du second rapport (étape 43), on contrôle d'abord, à l'étape 44 ou 49, si la relation entre les régimes est correcte, puis on détermine, à l'étape 45 ou 50, le régime limite pour le rapport actuel respectif Le régime limite est une constante donnée (N-12 pour le premier rapport, N_ 21 pour le second rapport), additionnée du quotient couple actuel/couple maximal multiplié par un facteur d'hystérèse (N_ 12 delta pour le premier rapport, N_ 21 delta pour le second rapport) Si le régime actuel est supérieur au régime limite, pour le premier rapport, ou inférieur au régime limite, pour le second rapport (étape 46 ou 51), on établit, à l'étape 47 ou 52, l'autre rapport comme rapport de consigne Dans le cas d'une boîte de vitesses à trois rapports, il faudrait allouer deux régimes limites pour le rapport intermédiaire Si une erreur est établie à l'étape 44 ou 49, lors du contrôle de la relation entre les régimes, le rapport actuel est alors défini comme rapport de consigne à l'étape 48 ou 53 Si l'on a constaté aux étapes 42, 43 qu'aucun des deux rapports n'est enclenché, ce qui veut donc dire que l'actionneur se trouve au point

mort, le rapport de consigne devient, d'après une comparai-

son à l'étape 41 du régime de sortie de boîte (ou encore de la vitesse de roue) avec une valeur limite, soit le premier rapport (étape 54), soit le second rapport (étape 53) Une fois cette sous-routine achevée, le programme retourne

("RETOUR") à l'étape 35 de la figure 4.

La figure 6 représente la routine b de la figure 3, "réduire à zéro le couple moteur" L'étape 55 alloue une limite de temps; si le temps imparti est écoulé, une signalisation d'erreur est produite à l'étape 63, et le

programme avance alors à l'étape m de la figure 3, "traite-

ment d'erreur" Si les freins sont actionnés (étape 56), le programme retourne, par la signalisation d'état "contrôler le rapport enclenché" (étape 64), à l'étape a de la figure 3 Si les freins ne sont pas actionnés, on alloue au convertisseur de courant, par l'intermédiaire de la sous-routine non détaillée "réduire le couple moteur de consigne selon une allure définie en tenant compte de la position de la pédale d'accélération" (étape 57), un couple de consigne calculé conformément à cette sous-routine, jusqu'à ce que le couple actuel et le couple de consigne soient égaux à zéro (étape 58) Ensuite, après avoir déroulé la sous-routine "déterminer la position suivante à prendre par le sélecteur à partir de la position actuelle du sélecteur" (étape 59), on décide à l'étape 60 si "la position à prendre par le sélecteur est le point mort". Dans l'affirmative, l'étape 61 fait passer à l'étape c de la figure 3, "amener la boîte de vitesses au point mort"; dans la négative, l'étape 62 fait passer à l'étape d de la

figure 3, "synchroniser la boîte de vitesses".

La figure 7 représente la routine c de la figure 3, "amener la boîte de vitesses au point mort" Les étapes 66, 68 et 70 constituent à nouveau un contrôle d'erreur, semblable aux étapes 55, 63 de la figure 6 Une sécurité supplémentaire à l'encontre de défaillances mécaniques ou électriques à un endroit quelconque du chemin de passage de rapport entre le levier de sélection et l'actionneur peut être obtenue par la sous-routine non détaillée "surveiller la vitesse de l'actionneur du sélecteur; surveiller les contacteurs électriques pour l'actionneur" (étape 67) Tant que le point mort n'est pas atteint (étape 69), la routine est répétée jusqu'à ce qu'il soit atteint Ensuite, après avoir le cas échéant exécuté la sous-routine "freiner électriquement l'actionneur du sélecteur" (étape 70), on décide à l'étape 71 si le point mort est également la position de consigne Dans l'affirmative, l'étape 72 renvoie à l'étape a de la figure 3 Dans la négative, l'étape 73 fait passer à l'étape suivante d de la figure 3,

"synchroniser la boîte de vitesses".

La figure 8 représente la routine d de la figure 3, "synchroniser la boîte de vitesses" A la suite du contrôle de temps des étapes 75 et 86, deux sous-routines sont déroulées D'abord, à l'étape 76, "déterminer la vitesse moyenne de modification de la vitesse de roue; contrôler la vitesse de modification du régime moteur", puis, à l'étape 77, "déterminer le régime moteur de consigne à partir de la vitesse actuelle de roue, de sa

vitesse de modification et du rapport de consigne".

Ensuite, à l'étape 78, on contrôle si le régime moteur actuel est égal au régime moteur de consigne à l'intérieur d'une tolérance qui est fonction de la structure des accouplements Tant que ce n'est pas le cas, les étapes suivantes sont exécutées: tout d'abord, on détermine si le régime moteurde consigne est supérieur au régime moteur admissible (étape 81) Dans l'affirmative, le couple moteur est rendu égal à zéro (étape 84), jusqu'à ce que le régime moteur de consigne devienne inférieur à la valeur limite correspondante On détermine ensuite si le régime actuel

est supérieur au régime moteur de consigne (étape 82) -

Etant donné que ces régimes ne peuvent être identiques, du fait de l'étape 78, on appelle une des deux sous-routines, "décélérer le moteur avec un couple fonction du régime" (étape 83), ou "accélérer le moteur avec un couple fonction du régime" (étape 85) A l'étape 78, si la synchronisation est atteinte, le programme avance à la sous-routine "couple moteur = 0; enclencher l'actionneur du sélecteur" (étape 79), puis à l'étape d'état 80, "enclencher le rapport"

(étape e de la figure 3).

La figure 9 représente la routine e de la figure 3, "enclencher le rapport" Les étapes 87, 89, 90 et 93 sont à nouveau des étapes de contrôle La sous-routine de l'étape 88, "surveiller la vitesse du sélecteur et des contacteurs électriques de l'actionneur" contrôle le déplacement de l'actionneur, similairement au contrôle de la routine c Cette routine est elle aussi répétitivement déroulée jusqu'à ce qu'on établisse, à l'étape 90, que le rapport est enclenché Ensuite, on exécute encore la sous-routine "freiner électriquement l'actionneur" (étape 91), et le mouvement de passage de rapport de l'actionneur est ainsi achevé On passe enfin à l'étape 92, "augmenter le couple moteur", et donc à la dernière routine (étape f

de la figure 3).

La figure 10 représente la routine f de la figure 3, "augmenter le couple moteur" A la suite du contrôle de temps (étapes 95, 105) et de la sous-routine "contrôler la position du sélecteur" (étape 96), on contrôle la position de l'actionneur du sélecteur (étape 97) et on la réajuste le cas échéant, afin d'empêcher une augmentation du couple

de rotation si l'accouplement à crabots n'est qu'incomplè-

tement engagé (ce qui peut se produire) Ensuite, on établit à l'étape 98 si le signal 16 de couple de consigne fourni par le capteur de pédale de frein est négatif ou nul, ce qui signifie un freinage moteur En cas de freinage moteur, le couple de freinage souhaité, alloué par la position de la pédale de frein, est immédiatement réglé, sans rampe Le couple moteur actuel est ensuite posé égal à zéro, et on passe à une sous-routine de "freinage moteur" non détaillée Si le couple de consigne est supérieur à zéro, le couple moteur est augmenté par la sous- routine "augmenter le couple moteur de façon définie" (étape 99), jusqu'à ce que le couple actuel soit égal au couple de consigne (étape 100) Lorsque cet état est atteint, le processus de passage de rapport est achevé: le programme retourne à l'étape d'état "contrôler le rapport enclenché" (étape 101 ou étape a de la figure 3), et l'ensemble du

déroulement (figures 3 à 10) se répète.

Claims

REVENDICATIONS

1.-Dispositif d'entraînement pour voiture élec-

trique ou électromobile, constitué d'un moteur électrique ( 3) pouvant être commandé au moyen d'un convertisseur de courant, d'une boîte de vitesses ( 5) avec au moins deux rapports, des accouplements ( 29, 30) étant associés à ces rapports, et avec un actionneur ( 14) pour engager les accouplements ( 29, 30), ainsi que d'une unité de commande ( 12) pour le passage des rapports, qui reçoit des signaux ( 10, 11) indiquant les régimes du côté d'entrée et du côté de sortie de la boîte de vitesses, caractérisé en ce que les accouplements ( 29, 30) de la boîte de vitesses ( 5) sont

des accouplements à crabots ( 23, 24, 27) sans synchronisa-

tion mécanique, et en ce que l'unité de commande ( 12) agit d'une part sur l'actionneur ( 14) muni d'un capteur de position ( 13) et d'autre part sur le convertisseur de courant ( 20) commandant le moteur électrique ( 3), et réalise ainsi la synchronisation des moitiés d'accouplement

respectives ( 23, 27; 24, 27) avant leur engagement.

2 -Dispositif d'entraînement selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un levier de sélection pour produire un signal ( 17) permettant d'allouer

le rapport souhaité à l'unité de commande ( 12).

3.-Dispositif d'entraînement selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que le signal de régime ( 11 ') du côté d'entrée et/ou le signal indiquant le couple de rotation du côté d'entrée de la boîte de vitesses sont mis

à disposition par le convertisseur de courant ( 20).

4.-Dispositif d'entraînement selon la revendica-

tion 1, caractérisé en ce que l'unité de commande ( 12) est un microprocesseur qui déroule de façon répétitive un programme mémorisé. 5.-Procédé pour passer les rapports dans un dispositif d'entraînement constitué d'un moteur électrique pouvant être commandé ( 3), d'une boîte de vitesses ( 5) avec au moins deux rapports, deux accouplements ( 29, 30) et un actionneur ( 14) pour leur engagement, et d'une unité de commande ( 12) pour le passage des rapports, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) on contrôle la correspondance entre le rapport effectivement enclenché et le rapport de consigne, et production d'un ordre de passage de rapport dans la négative (étape a), b) lors de la production de l'ordre de passage de rapport, le couple de rotation du moteur électrique ( 3) est abaissé à zéro selon une allure définie (étape b), c) l'actionneur ( 14) est ensuite amené au point mort ( 0), et y est maintenu (étape c), d) au moyen du convertisseur de courant ( 20), le moteur électrique ( 3) est ensuite accéléré ou décéléré au régime ciblé (étape d), e) lorsque ce régime est atteint, le rapport de consigne est enclenché en commandant l'actionneur ( 14) (étape e), f) enfin, le couple moteur est augmenté à la

valeur souhaitée selon une allure définie (étape f).

6.-Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport de consigne est déterminé de façon automatique par le convertisseur de courant ( 20) à partir des signaux actuels de régime d'entrée de boîte ( 11, 11 '), de régime de sortie de boîte ( 10) et de couple d'entrée

(étape 35, figure 5).

7.-Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport de consigne peut être alloué au moyen d'un signal de sélection ( 17), et en ce qu'avant de

déterminer le rapport de consigne (étape 35), on s'inter-

roge sur la présence d'un signal de sélection ( 17) (étapes

34, 36).

8.-Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour déterminer le rapport de consigne, on s'interroge d'abord sur le rapport effectif (étapes 42, 43), puis on détermine un régime limite (étapes 45, 50) du côté d'entrée pour le rapport effectif, à partir duquel on détermine ensuite le rapport de consigne par comparaison avec le régime effectif du côté d'entrée (étapes 46, 51). 9.-Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le régime limite est calculé à partir d'une valeur constante fonction du rapport (N_ 12, N_ 21), d'une valeur variable fonction du couple de rotation (couple actuel/couple maxi) et d'un facteur d'hystérèse (delta)

(étapes 45, 50).

-Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le rapport de consigne ainsi déterminé est ensuite comparé au signal de rapport effectif (étape 37), l'ordre de passage de rapport ( 40) étant donné si ces

rapports sont différents et les freins non actionnés.

11.-Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, lors de la production de l'ordre de passage de rapport (étape ( 40), le couple du moteur électrique ( 3) est abaissé à zéro selon une allure qui est fonction du signal de position de la pédale d'accélération ( 15) (étapes 57, 58) et, à partir du rapport effectif et du rapport ciblé, on décide (étape 59) s'il faut d'abord passer au point mort (étape 61) et, dans la négative, on passe à la phase de

synchronisation (étape 62 = étape d de la figure 3).

12.-Procédé selon la revendication 5, caractérisé

en ce que le régime ciblé du moteur électrique est déter-

miné à partir du régime de sortie de la boîte de vitesses, de sa vitesse moyenne de modification et du rapport ciblé

(étapes 76, 77).

13.-Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le couple moteur est augmenté à la valeur du signal de position de la pédale d'accélération ( 15) qui est

allouée par la position actuelle de la pédale d'accéléra-

tion (étape 99).

14.-Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport actuel est calculé à partir de la relation entre les régimes drentrée et de sortie et comparé au signal mis à disposition par le capteur de position5 (étapes 30, 31, 32) et, en cas d'inégalité des résultats, l'actionneur ( 14) n'est actionné qu'à l'arrêt du moteur et

du véhicule (étape 39).