FR2978407A1 - Device for controlling operation of dual-clutch transmission in e.g. vehicle, has auxiliary monitoring unit that is arranged to place clutches in its disengaged position when clutches are in its engaged position - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE CONTRÔLE SÉCURISÉ DU FONCTIONNEMENT D'UNE BOÎTE DE VITESSES À DEUX EMBRAYAGES, EN FONCTION, AU MOINS, DES POSITIONS EFFECTIVES DE CES DEUX EMBRAYAGES L'invention concerne les dispositifs qui sont destinés à contrôler le fonctionnement des boîtes de vitesses à deux embrayages (ou double embrayage ou encore en anglais DCT « Dual Clutch Transmission »), et notamment (mais non limitativement) celles qui équipent certains véhicules, 1 o éventuellement de type automobile. Comme la sait l'homme de l'art, une boîte de vitesses du type précité comporte des premier et second arbres primaires (concentriques ou indépendants) associés respectivement à des premier et second embrayages, des premier et second arbres secondaires qui sont couplés à un 15 différentiel, et des paires de pignons, dits « menant » et « récepteur », installées entre les premier et second arbres primaires et les premier et second arbres secondaires et définissant les rapports de vitesses. Un pignon menant est chargé d'appliquer le couple d'un arbre primaire associé au pignon récepteur associé qui est disposé sur l'arbre secondaire associé. 20 Lorsque l'on veut changer de rapport (ou vitesse), on passe d'un rapport dit sortant (d'un arbre primaire, alors dit sortant) à un rapport dit entrant de l'autre arbre primaire (alors dit entrant) en contrôlant le fonctionnement de leurs embrayages respectifs au moyen d'un calculateur comportant un dispositif de contrôle et parfois appelé en anglais « Dual Clutch 25 Transmission Control Unit ». Ces dispositifs de contrôle comprennent généralement des moyens de contrôle chargés de toutes les stratégies applicatives et notamment de déterminer des commandes pour des actionneurs de la boîte de vitesses (notamment des électrovannes, des pompes, et un frein de parking) en 30 fonction de signaux d'entrée qui sont représentatifs notamment de mesures de positions des embrayages, et des moyens de surveillance agencés pour surveiller le fonctionnement de ces moyens de contrôle. DEVICE FOR SECURELY CONTROLLING THE OPERATION OF A GEARBOX WITH TWO CLUTCHES, IN ACCORDANCE WITH AT LEAST, THE ACTUAL POSITIONS OF THESE TWO CLUTCHES The invention relates to devices which are intended to control the operation of two-clutch transmissions ( or dual clutch or English DCT "Dual Clutch Transmission"), including (but not limited to) those that equip certain vehicles, 1 o possibly automotive type. As known to those skilled in the art, a gearbox of the aforementioned type comprises first and second primary shafts (concentric or independent) respectively associated with first and second clutches, first and second secondary shafts which are coupled to a first and second clutch, 15 differential, and pairs of gears, called "leading" and "receiver", installed between the first and second primary shafts and the first and second secondary shafts and defining gear ratios. A driving gear is responsible for applying the torque of a primary shaft associated with the associated receiver gear which is arranged on the associated secondary shaft. When we want to change gear (or speed), we move from a so-called outgoing ratio (from a primary shaft, so-called outgoing) to a so-called incoming ratio of the other primary shaft (so-called inbound) in controlling the operation of their respective clutches by means of a computer comprising a control device and sometimes called in English "Dual Clutch 25 Transmission Control Unit". These control devices generally comprise control means responsible for all application strategies and in particular for determining commands for actuators of the gearbox (in particular solenoid valves, pumps, and a parking brake) as a function of signal signals. input which are representative in particular of clutch position measurements, and monitoring means arranged to monitor the operation of these control means.
Les moyens de contrôle sont généralement agencés sous la forme d'un microcontrôleur dit principal. Les moyens de surveillance sont généralement agencés sous la forme d'un microcontrôleur dit de surveillance (ou en anglais « watchdog »). The control means are generally arranged in the form of a so-called main microcontroller. The monitoring means are generally arranged in the form of a so-called monitoring microcontroller (or in English "watchdog").
Afin d'éviter autant que possible que l'on se retrouve dans des situations non désirables dans lesquelles les premier et second arbres primaires sont simultanément engagés sur des rapports différents, il a été proposé que les moyens de contrôle et moyens de surveillance précités mettent en oeuvre une architecture de sécurisation à trois niveaux, basée sur le concept connu sous l'expression anglaise « E-Gas Monitoring ». Le niveau 1 est habituellement de type logiciel (ou software). Il est implémenté dans le microcontrôleur principal, détermine les commandes des actionneurs de la boîte de vitesses en fonction de différents signaux d'entrée (comme par exemple les positions des embrayages et des signaux transitant sur le réseau de communication embarqué), et effectue des diagnostics de base (notamment électriques). Le niveau 2 est habituellement de type logiciel (ou software). Il est implémenté dans le microcontrôleur principal, fonctionnellement indépendant du niveau 1 (pas de tâches communes, mémoires sécurisées dédiées), et est chargé de surveiller la bonne exécution des taches à caractère sécuritaire qui doivent être effectuées par le niveau 1. Il acquiert des signaux d'entrée critiques afin de déterminer des signaux de sortie, et compare ces derniers aux signaux de sortie que délivre le niveau 1. Il est en outre chargé de « mettre en sécurité » la boîte de vitesses en cas de détection d'une incohérence dans le niveau 1, de façon autonome. Ce niveau 2 effectue une surveillance dite « fonctionnelle ». Le niveau 3 est habituellement à la fois de type logiciel (ou software) et de type matériel (ou hardware). Il comprend généralement un logiciel implémenté pour une petite partie dans le microcontrôleur principal et pour la partie complémentaire (la plus importante) dans un microcontrôleur de surveillance dédié. Il est chargé de surveiller l'intégrité des ressources matérielles (ou « hardware ») du microcontrôleur principal au moyen d'un jeu de questions-réponses et de tests spécifiques (comme par exemple des comparaisons d'horloge, des contrôles de flots de programme (ou « Program Flow Check », et des tests de l'unité arithmétique et logique (ou ALU) du microcontrôleur principal). Ce niveau 3 effectue une surveillance dite matérielle. In order to avoid as much as possible that we find ourselves in undesirable situations in which the first and second primary trees are simultaneously engaged on different relationships, it has been proposed that the aforementioned means of control and monitoring A three-level security architecture is based on the concept known as "E-Gas Monitoring". Level 1 is usually software (or software). It is implemented in the main microcontroller, determines the commands of the gearbox actuators according to different input signals (such as the positions of clutches and signals transiting on the on-board communication network), and performs diagnostics basic (especially electrical). Level 2 is usually software (or software). It is implemented in the main microcontroller, functionally independent of level 1 (no common tasks, dedicated secure memories), and is responsible for monitoring the proper execution of security tasks that must be performed by level 1. It acquires signals critical inputs to determine output signals, and compares them to the output signals that level 1 delivers. It is further required to "secure" the gearbox if an inconsistency is detected in level 1, independently. This level 2 carries out a so-called "functional" surveillance. Level 3 is usually both software (or software) and hardware (or hardware). It usually includes software implemented for a small part in the main microcontroller and for the complementary part (the most important) in a dedicated monitoring microcontroller. It is responsible for monitoring the hardware resource integrity of the main microcontroller by means of a set of Q & A and specific tests (such as clock comparisons, program flow checks, etc.). (or "Program Flow Check", and tests of the arithmetic and logic unit (or ALU) of the main microcontroller.) This level 3 performs a so-called hardware monitoring.
Dans certains domaines, comme par exemple celui des véhicules automobiles, les calculateurs applicatifs peuvent être classés en fonction des risques de sécurité que leurs décisions peuvent occasionner pour des passagers. Par exemple, la cotation des risques peut être subdivisée en quatre groupes différenciés par leur niveau de gravité de G1 à G4 (G1 correspondant aux risques présentant les effets les moins sévères et G4 correspondant aux risques menaçant la sécurité du conducteur, des passagers et ou de leur environnement). La norme ISO 26262 subdivise le groupe G4 en fonction de trois critères (taux d'exposition au risque, contrôlabilité par le conducteur en cas d'apparition de la défaillance, et gravité des effets de cette défaillance en terme de conséquences sur les passagers) en quatre sous-groupes ASIL A à ASIL D (ASIL A correspondant aux risques les moins élevés et ASIL D correspondant aux risques les plus élevés, comme par exemple le blocage intempestif des roues d'un véhicule roulant). L'architecture de sécurisation présentée plus haut est adaptée à la sécurisation du fonctionnement de calculateurs dont les décisions sont de nature à induire des risques cotés ASIL A, ASIL B ou ASIL C, selon la norme ISO 26262. Mais, elle s'avère insuffisante pour sécuriser le fonctionnement de calculateurs pouvant induire des risques cotés ASIL D. L'invention a pour but de diminuer la probabilité que les deux embrayages d'une boîte de vitesses à double embrayage se retrouvent simultanément dans leur position embrayée (ou fermée) en raison d'une décision erronée prise par le dispositif de contrôle qui lui est associé et qui met en oeuvre une architecture de sécurisation à trois niveaux, du type présenté ci-avant. In some areas, such as motor vehicles, application calculators can be classified according to the security risks that their decisions may cause for passengers. For example, the risk rating can be subdivided into four groups differentiated by their level of severity from G1 to G4 (G1 corresponding to the risks presenting the least severe effects and G4 corresponding to the risks threatening the safety of the driver, the passengers and / or their environment). The ISO 26262 standard subdivides the G4 group according to three criteria (risk exposure rate, controllability by the driver in the event of the occurrence of the failure, and severity of the effects of this failure in terms of consequences for passengers). four subgroups ASIL A to ASIL D (ASIL A corresponding to the lowest risks and ASIL D corresponding to the highest risks, such as the inadvertent blocking of the wheels of a rolling vehicle). The security architecture presented above is adapted to the security of the operation of computers whose decisions are likely to induce rated risks ASIL A, ASIL B or ASIL C, according to ISO 26262. But, it is insufficient The invention aims to reduce the probability that the two clutches of a double-clutch gearbox are simultaneously in their engaged position (or closed) due to the fact that ASIL D. an erroneous decision taken by the control device associated with it and which implements a security architecture at three levels, of the type presented above.
Elle propose notamment à cet effet un dispositif, dédié au contrôle du fonctionnement d'une boîte de vitesses à deux embrayages, et comprenant des moyens de contrôle agencés pour déterminer des commandes pour des actionneurs de la boîte de vitesses en fonction de signaux d'entrée qui sont représentatifs notamment de mesures de positions des embrayages, et des moyens de surveillance agencés pour surveiller le fonctionnement de ces moyens de contrôle. Ce dispositif de contrôle se caractérise par le fait qu'il comprend en outre des moyens de surveillance auxiliaires qui sont agencés, d'une part, pour déterminer si chaque embrayage est dans une position d'embrayage ou de débrayage en fonction au moins de la mesure de position correspondante, et, d'autre part, pour générer une commande pour des actionneurs de la boîte de vitesses, propre à placer chacun des embrayages dans sa position de débrayage, lorsque ces embrayages sont simultanément dans leur position d'embrayage. Le dispositif de contrôle selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses moyens de surveillance auxiliaires peuvent être agencés pour déterminer si chaque embrayage est dans une position d'embrayage ou de débrayage en fonction au moins de la mesure de position correspondante et d'une estimation d'un point de léchage correspondant déterminée par les moyens de contrôle ; - ses moyens de surveillance auxiliaires peuvent être agencés pour effectuer leurs déterminations des positions des embrayages de façon périodique. Dans ce cas, ses moyens de surveillance auxiliaires peuvent être agencés pour déterminer lors de chaque période si chaque embrayage est dans une position d'embrayage ou de débrayage en fonction au moins de la mesure de position en cours correspondante et d'une estimation valide du point de léchage correspondant déterminée par ses moyens de contrôle MC lors d'une phase précédente d'utilisation de la boîte de vitesses ; - ses moyens de surveillance auxiliaires peuvent être agencés pour stocker lors de la phase en cours d'utilisation de la boîte de vitesses les estimations des points de léchage déterminées lors de la phase d'utilisation précédente, en remplacement d'estimations valides des points de léchage précédemment stockées, lorsque ces premières sont compatibles avec ces dernières ; - ses moyens de surveillance auxiliaires peuvent être agencés pour construire des seuils à partir de chacune des estimations valides des points de léchage, et pour décider qu'un embrayage est dans sa position d'embrayage lorsque la mesure de position correspondante est strictement supérieure au seuil construit correspondant ; - il peut comprendre des moyens de gestion agencés pour n'autoriser le transfert des estimations des points de léchage, de ses moyens de contrôle vers ses moyens de surveillance auxiliaires, que lorsqu'au 1 o moins une condition choisie est satisfaite ; - ses moyens de surveillance auxiliaires peuvent être agencés pour déterminer si chaque embrayage est dans une position d'embrayage ou de débrayage en fonction d'au moins un signal d'entrée complémentaire qui est choisi parmi (au moins) un signal représentatif du régime du premier 15 arbre primaire de la boîte de vitesses, un signal représentatif du régime du second arbre primaire de la boîte de vitesses, un signal représentatif des positions de fourchettes de la boîte de vitesses, et un signal représentatif d'un seuil d'engagement d'un rapport de la boîte de vitesses ; - ses moyens de surveillance peuvent comprendre les moyens de 20 surveillance auxiliaires. L'invention propose également un calculateur, destiné à contrôler le fonctionnement d'une boîte de vitesses à deux embrayages, et comprenant un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type 25 automobile, et comprenant une boîte de vitesses à deux embrayages 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 : 30 - la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de calculateur dédié au contrôle du fonctionnement d'une boîte de vitesses à deux embrayages, et comportant un premier exemple de réalisation d'un dispositif de contrôle selon l'invention, - la figure 2 illustre schématiquement et fonctionnellement le calculateur de la figure 1 équipé d'une variante de réalisation de dispositif de contrôle, et - la figure 3 illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de calculateur dédié au contrôle du fonctionnement d'une boîte de vitesses à deux embrayages, et comportant un second exemple de réalisation d'un dispositif de contrôle selon l'invention. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. It proposes for this purpose a device, dedicated to the control of the operation of a gearbox with two clutches, and comprising control means arranged to determine commands for actuators of the gearbox as a function of input signals. which are representative in particular of clutch position measurements, and monitoring means arranged to monitor the operation of these control means. This control device is characterized in that it further comprises auxiliary monitoring means which are arranged, on the one hand, to determine whether each clutch is in a clutch or disengagement position as a function of at least the corresponding position measurement, and, secondly, to generate a command for actuators of the gearbox, adapted to place each of the clutches in its disengaged position, when these clutches are simultaneously in their clutch position. The control device according to the invention may include other features that can be taken separately or in combination, and in particular: its auxiliary monitoring means can be arranged to determine whether each clutch is in a clutch or disengagement position according to at least the corresponding position measurement and an estimate of a corresponding licking point determined by the control means; its auxiliary monitoring means can be arranged to make their determinations of the positions of the clutches periodically. In this case, its auxiliary monitoring means may be arranged to determine in each period whether each clutch is in a clutch or disengagement position as a function of at least the corresponding current position measurement and a valid estimate of corresponding licking point determined by its control means MC during a previous phase of use of the gearbox; its auxiliary monitoring means can be arranged to store, during the phase in use of the gearbox, the estimates of the licking points determined during the preceding use phase, replacing valid estimates of the points of licking previously stored, when these first are compatible with the latter; its auxiliary monitoring means can be arranged to construct thresholds from each of the valid estimates of the licking points, and to decide that a clutch is in its clutch position when the corresponding position measurement is strictly greater than the threshold corresponding construct; it may comprise management means arranged to authorize the transfer of the estimates of the licking points from its control means to its auxiliary monitoring means only when at least one selected condition is satisfied; its auxiliary monitoring means can be arranged to determine whether each clutch is in a clutch or clutch position as a function of at least one complementary input signal which is selected from (at least) a signal representative of the speed of the clutch. first gearbox primary shaft, a signal representative of the speed of the second primary shaft of the gearbox, a signal representative of the gearbox fork positions, and a signal representative of a gear engagement threshold; a ratio of the gearbox; its monitoring means may comprise the auxiliary monitoring means. The invention also proposes a computer, intended to control the operation of a gearbox with two clutches, and comprising a control device of the type of that presented above. The invention also proposes a vehicle, possibly of automobile type, and comprising a gearbox with two clutches and a computer of the type of that presented above. Other features and advantages of the invention will become apparent upon examination of the following detailed description, and the accompanying drawings, in which: FIG. 1 schematically and functionally illustrates an example of a computer dedicated to controlling the operation of a gearbox with two clutches, and comprising a first embodiment of a control device according to the invention, - Figure 2 schematically and functionally illustrates the computer of Figure 1 equipped with a variant embodiment of the device. FIG. 3 schematically and functionally illustrates an example of a computer dedicated to controlling the operation of a gearbox with two clutches, and comprising a second embodiment of a control device according to the invention. The attached drawings may not only serve to complete the invention, but also contribute to its definition, if any.
L'invention a pour but de proposer un dispositif de contrôle D, destiné à contrôler le fonctionnement d'une boîte de vitesses à double embrayage, et mettant en oeuvre une architecture de sécurisation à trois niveaux de type « E-Gas Monitoring ». Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que la boîte de vitesses à double embrayage fait partie d'un véhicule de type automobile, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à cette application. Elle concerne en effet tout type de boîte de vitesses à deux embrayages, et donc notamment tous les véhicules terrestres, et notamment les motocyclettes, les véhicules utilitaires, les cars (ou bus), les camions, les engins de chantier et les engins de manutention, ainsi que les trains, les machines-outils, les véhicules fluviaux ou maritimes et les aéronefs. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le fonctionnement de la boîte de vitesses (à double embrayage) est contrôlé par un calculateur CB qui comprend un dispositif de contrôle D selon l'invention. Mais le dispositif de contrôle D pourrait être un calculateur. Comme illustré sur les figures 1 à 3, un dispositif de contrôle D, selon l'invention, comprend au moins des moyens de contrôle MC, des moyens de surveillance MS et des moyens de surveillance auxiliaires MSA. Les moyens de contrôle MC et les moyens de surveillance MS sont chargés de mettre en oeuvre une architecture de sécurisation AS à trois niveaux de type « E-Gas Monitoring » et dont les fonctionnalités, présentées dans la partie introductive sont bien connues de l'homme de l'art. The object of the invention is to propose a control device D intended to control the operation of a double-clutch gearbox, and implementing a three-level security architecture of the "E-Gas Monitoring" type. In the following, we consider, by way of non-limiting example, that the double clutch gearbox is part of a vehicle type automotive, such as a car. But the invention is not limited to this application. It concerns indeed any type of gearbox with two clutches, and therefore including all land vehicles, including motorcycles, commercial vehicles, coaches (or buses), trucks, construction equipment and handling equipment , as well as trains, machine tools, river or maritime vehicles and aircraft. Furthermore, it is considered in the following, by way of non-limiting example, that the operation of the gearbox (double clutch) is controlled by a computer CB which comprises a control device D according to the invention. But the control device D could be a calculator. As illustrated in FIGS. 1 to 3, a control device D according to the invention comprises at least control means MC, monitoring means MS and auxiliary monitoring means MSA. The control means MC and the monitoring means MS are responsible for implementing an AS security architecture with three levels of the "E-Gas Monitoring" type and whose functionalities, presented in the introductory part, are well known to the man. art.
Les moyens de contrôle MC comprennent les niveaux 1 et 2 de l'architecture de sécurisation AS. Il est rappelé que le niveau 1 est chargé de déterminer les commandes (ou consignes) des actionneurs A et A' de la boîte de vitesses en fonction de différents signaux d'entrée, et notamment des mesures mi des positions des premier et second embrayages et des signaux m'j transitant sur le réseau de communication embarqué (par exemple de type CAN), ainsi que d'effectuer des diagnostics de base (notamment électriques). On notera que les mesures mi des positions des premier et second embrayages sont fournies (généralement périodiquement) par des capteurs qui sont par exemple à effet Hall. Chaque mesure de position est par exemple représentative de la position d'un piston d'une électrovanne d'actionnement d'un embrayage, elle-même représentative de la distance (en millimètres) qui sépare le disque d'un embrayage d'une position initiale de référence. The control means MC comprise levels 1 and 2 of the AS security architecture. It is recalled that the level 1 is responsible for determining the commands (or setpoints) of the actuators A and A 'of the gearbox as a function of different input signals, and in particular measurements mi of the positions of the first and second clutches and signals passing through the on-board communication network (for example of the CAN type), as well as performing basic diagnostics (especially electrical). It should be noted that measurements at the positions of the first and second clutches are provided (generally periodically) by sensors which are for example Hall effect. Each position measurement is for example representative of the position of a piston of a clutch actuating solenoid valve, which is itself representative of the distance (in millimeters) which separates the disc from a clutch from a position initial reference.
Parmi ces commandes d'actionneurs de la boîte de vitesses, on peut notamment citer celles qui concernent les actionneurs A des premier et second embrayages (par exemple des électrovannes de contrôle de disque(s) et des électrovannes de contrôle de fourchettes, et celles qui concernent les autres actionneurs A' qui ne font pas partie des embrayages (comme par exemple des pompes, et un actionneur de frein de parking). Comme illustré, non limitativement, les commandes qui sont produites par le niveau 1 peuvent être transmises aux actionneurs A et A' concernés via une interface (ou étage) de pilotage IP que comprend le calculateur CB. Cette interface de pilotage IP peut, par exemple, être chargée de transformer les commandes d'actionneurs (ou consignes) produites en signaux de pilotage compréhensibles par les actionneurs A et A' concernés puis d'aiguiller ces signaux de pilotage vers ces derniers (A, A'). Cette interface de pilotage IP peut être également couplée aux moyens de contrôle MC par une voie de retour destinée à confirmer la prise en compte effective des commandes d'actionneurs reçues. Comme illustré, non limitativement, les signaux d'entrée qui parviennent en entrée du calculateur CB peuvent être réceptionnés et mis en forme (ou traités) par une interface de traitement MT que comprend le calculateur CB avant d'être aiguillés vers les entrées concernées du dispositif de contrôle D. Il est par ailleurs rappelé que le niveau 2 est fonctionnellement indépendant du niveau 1 et chargé de surveiller l'exécution des taches à caractère sécuritaire qui doivent être effectuées par le niveau 1. Pour ce faire, il acquiert des signaux d'entrée critiques afin de déterminer des signaux de sortie, et compare ces derniers aux signaux de sortie que délivre le niveau 1. Il est en outre chargé de mettre en sécurité, de façon autonome, la boîte de vitesses (c'est-à-dire placer ses premier et second embrayages dans leur position de débrayage (ou position ouverte)), lorsqu'il détecte une incohérence dans le niveau 1. Dans une telle situation, le niveau 2 génère à destination de l'interface de pilotage IP une commande requérant le placement immédiat des premier et second embrayages dans leur position de débrayage. Among these commands of actuators of the gearbox, there may be mentioned those relating to the actuators A of the first and second clutches (for example disk control valves and solenoid valves control forks, and those that relate to the other actuators A 'that are not part of the clutches (such as pumps, and a parking brake actuator) As illustrated, without limitation, the controls that are produced by level 1 can be transmitted to the actuators A and A 'concerned via an interface (or stage) IP control that includes the CB computer.This IP control interface may, for example, be responsible for transforming the commands of actuators (or instructions) produced in control signals understandable by the actuators A and A 'concerned then to direct these control signals towards them (A, A') This IP control interface can also be coupled to the means MC control by a return channel intended to confirm the effective taking into account of the received actuator commands. As illustrated, without limitation, the input signals that arrive at the input of the computer CB can be received and formatted (or processed) by a processing interface MT that includes the CB computer before being routed to the relevant inputs of the CB control device D. It is also recalled that level 2 is functionally independent of level 1 and is responsible for monitoring the execution of safety tasks that must be carried out by level 1. To do this, it acquires level 1 signals. critical inputs to determine output signals, and compares them to the output signals that level 1 delivers. In addition, it is required to safely secure the gearbox autonomously (i.e. say to place his first and second clutches in their disengaged position (or open position), when he detects an inconsistency in level 1. In such a situation, the level 2 g nère to one applicant command IP control interface the immediate placement of first and second clutches in their disengaged position.
Par exemple, les moyens de contrôle MC peuvent être agencés sous la forme d'un microcontrôleur dit principal. Dans ce cas, les niveaux 1 et 2 de l'architecture de sécurisation AS peuvent être agencés sous la forme de modules logiciels qui sont stockés dans des moyens de mémorisation M1 et M2 du microcontrôleur principal. For example, the control means MC may be arranged in the form of a so-called main microcontroller. In this case, the levels 1 and 2 of the AS security architecture can be arranged in the form of software modules which are stored in storage means M1 and M2 of the main microcontroller.
II est également rappelé que le niveau 3 est subdivisé en une première (grosse) partie M3a qui est implantée dans les moyens de surveillance MS et une seconde (petite) partie M3b qui est implantée dans les moyens de contrôle MC. Il est chargé de surveiller l'intégrité des ressources matérielles des moyens de contrôle MC au moyen d'un jeu de questions- réponses et de tests spécifiques. Sa première partie M3a est en outre chargée de mettre en sécurité, de façon autonome, la boîte de vitesses, lorsqu'il détecte une incohérence dans le matériel des moyens de contrôle MC. Dans une telle situation, le niveau 3 (et plus précisément M3a) génère à destination de l'interface de pilotage IP une commande indépendante et autonome requérant le placement immédiat des premier et second embrayages dans leur position de débrayage. Par exemple, les moyens de surveillance MS peuvent être agencés sous la forme d'un microcontrôleur dit de surveillance (ou « watchdog »). It is also recalled that level 3 is subdivided into a first (large) part M3a which is located in the monitoring means MS and a second (small) part M3b which is located in the control means MC. He is responsible for monitoring the integrity of the material resources of the control means by means of a set of questions and answers and specific tests. Its first part M3a is also responsible for securing, independently, the gearbox, when it detects an inconsistency in the hardware control means MC. In such a situation, the level 3 (and more precisely M3a) generates to the IP control interface independent and autonomous control requiring the immediate placement of the first and second clutches in their disengaged position. For example, the monitoring means MS may be arranged in the form of a so-called watchdog microcontroller.
Dans ce cas, la première partie M3a du niveau 3 de l'architecture de sécurisation AS peut être agencée sous la forme de modules logiciels qui sont stockés dans des moyens de mémorisation du microcontrôleur de surveillance MS. La seconde partie M3b du niveau 3 de l'architecture de sécurisation AS peut être également agencée sous la forme de modules logiciels qui sont stockés dans des moyens de mémorisation du microcontrôleur principal MC. Les moyens de surveillance auxiliaires MSA sont tout d'abord agencés pour déterminer si chacun des premier et second embrayages est 1 o dans sa position d'embrayage (ou fermée) ou de débrayage (ou ouverte) en fonction au moins de la mesure de position correspondante. Les moyens de surveillance auxiliaires MSA sont également agencés pour générer une commande pour des actionneurs A de la boîte de vitesses, propre à placer chacun des premier et second embrayages dans sa position de débrayage, 15 lorsque ces derniers sont simultanément dans leur position d'embrayage. On notera également que les moyens de surveillance auxiliaires MSA peuvent être indépendants des moyens de contrôle MC et moyens de surveillance MS, comme illustré non limitativement dans les exemples de réalisation des figures 1 et 2. Dans ce cas, les moyens de surveillance 20 auxiliaires MSA peuvent être agencés sous la forme d'un microcontrôleur additionnel qui est implanté dans le calculateur CB. Mais dans une variante de réalisation illustrée non limitativement sur la figure 3, les moyens de surveillance auxiliaires MSA peuvent faire partie des moyens de surveillance MS. Dans ce cas, les moyens de surveillance 25 auxiliaires MSA peuvent être agencés sous la forme de modules logiciels qui sont stockés dans des moyens de mémorisation du microcontrôleur de surveillance MS. Il est important de noter que dans cette variante de réalisation les moyens de surveillance auxiliaires MSA doivent être aussi indépendants que possible de la partie complémentaire M3a des moyens de 30 surveillance MS qui sont dédiés à la surveillance matérielle des moyens de contrôle MC. On notera également que dans certaines situations de vie très particulières et peu nombreuses, comme par exemple en cas de commutation des deux embrayages lors de certains changements de rapports particuliers de la boîte de vitesse, on peut avoir besoin que les premier et second embrayages soient temporairement et très brièvement placés simultanément dans leur position d'embrayage. Dans ces situations très spécifiques il n'est donc pas souhaitable que le dispositif de contrôle D génère une commande requérant le placement des premier et second embrayages dans leur position de débrayage. Afin de pouvoir prendre en compte ces situations spécifiques, les moyens de surveillance auxiliaires MSA peuvent être agencés pour déterminer si chaque embrayage est dans une position d'embrayage ou de débrayage non critique pour la sécurité du système, en fonction non seulement des mesures des positions en cours des premier et second embrayages, mais également d'au moins un signal d'entrée complémentaire. Parmi les signaux d'entrée qui peuvent être utilisés, on peut notamment citer un signal qui est représentatif du régime du premier arbre primaire de la boîte de vitesses (auquel est associé le premier embrayage), un signal qui est représentatif du régime du second arbre primaire de la boîte de vitesses (auquel est associé le second embrayage), un signal qui est représentatif des positions en cours de certaines fourchettes de la boîte de vitesses, et un signal qui est représentatif d'un seuil d'engagement d'un rapport de la boîte de vitesses. Il est également important de noter que la mesure de la position d'un embrayage ne permet pas obligatoirement de déterminer directement si un embrayage est dans sa position d'embrayage ou de débrayage à un instant donné. En effet, un disque d'embrayage est dans sa position de débrayage lorsqu'il frotte suffisamment fortement contre le disque (ou volant) de l'arbre primaire associé. Cette suffisance est caractérisée par rapport à un seuil qui doit être strictement dépassé et qui est construit à partir de ce que l'homme de l'art appelle le « point de léchage » (ou en anglais « kiss point »). Le point de léchage d'un embrayage correspond à une position dans laquelle son disque commence à entrer en frottement avec le disque correspondant de l'arbre primaire associé, de sorte que le couple transmis par l'embrayage devienne supérieur à un seuil de couple faible, par exemple égal à 3 N/m. Ce point de léchage permet notamment de recaler la fonction de transfert position/couple et ainsi de maîtriser le couple qui est transmis par un embrayage. Il est calculé (généralement périodiquement) par les moyens de contrôle MC à partir, notamment, des mesures des positions des premier et second embrayages et des mesures effectuées de régime des deux arbres primaires et des positions des différentes fourchettes d'engagement et de sélection des rapports à chaque fois que des conditions le permettant sont réunies (par exemple un passage en position « neutre » suffisamment prolongé de la boîte de vitesses). Le point de léchage varie dans le temps et d'un embrayage à l'autre en fonction de plusieurs paramètres, comme par exemple la thermique, la thermomécanique, l'usure, notamment par friction. Par conséquent, on comprendra que si un capteur fournit des mesures de position continues, il est nécessaire de les comparer au point de léchage pour déterminer directement si l'embrayage concerné est dans sa position d'embrayage ou de débrayage à un instant donné. Les moyens de contrôle MC doivent fournir les estimations des points de léchage qu'ils ont déterminées pour les premier et second embrayages aux moyens de surveillance auxiliaires MSA afin que ces derniers (MSA) déterminent si chacun des premier et second embrayages est dans une position d'embrayage ou de débrayage en fonction au moins de la mesure de position correspondante et de l'estimation du point de léchage correspondant. Les moyens de surveillance auxiliaires MSA sont de préférence agencés de manière à effectuer leurs déterminations des positions (de débrayage ou d'embrayage) des embrayages de façon périodique, selon une période qui est par exemple égale à 10 ms. Afin d'éviter tout mode commun entre les moyens de contrôle MC et les moyens de surveillance auxiliaires MSA, les points de léchage qui sont pris en compte par les moyens de surveillance auxiliaires MSA pour la surveillance de la phase d'utilisation en cours, sont les derniers qui ont été considérés comme valides lors d'une phase d'utilisation précédente. Dans ce cas, les moyens de surveillance auxiliaires MSA sont préférentiellement agencés pour déterminer lors de chaque période si chacun des premier et second embrayages est dans sa position d'embrayage ou de débrayage en fonction au moins de la mesure de position en cours correspondante et d'une estimation valide du point de léchage correspondant déterminée par les moyens de contrôle MC lors d'une phase précédente d'utilisation de la boîte de vitesses. In this case, the first part M3a of the level 3 of the AS security architecture can be arranged in the form of software modules which are stored in storage means of the monitoring microcontroller MS. The second part M3b of the level 3 of the AS security architecture can also be arranged in the form of software modules which are stored in storage means of the main microcontroller MC. The auxiliary monitoring means MSA are firstly arranged to determine whether each of the first and second clutches is 1 o in its clutch (or closed) or disengaged (or open) position as a function of at least the position measurement. corresponding. The auxiliary monitoring means MSA are also arranged to generate a command for actuators A of the gearbox, able to place each of the first and second clutches in its disengaged position, when these are simultaneously in their clutch position. . It will also be noted that the auxiliary monitoring means MSA may be independent of the control means MC and the monitoring means MS, as shown in non-limiting manner in the exemplary embodiments of FIGS. 1 and 2. In this case, the MSA auxiliary monitoring means 20 can be arranged in the form of an additional microcontroller which is implanted in the computer CB. But in an alternative embodiment illustrated without limitation in Figure 3, the auxiliary monitoring means MSA may be part of the monitoring means MS. In this case, the auxiliary monitoring means MSA may be arranged in the form of software modules which are stored in storage means of the monitoring microcontroller MS. It is important to note that in this variant embodiment the auxiliary monitoring means MSA must be as independent as possible from the complementary part M3a of the monitoring means MS which are dedicated to the hardware monitoring of the control means MC. Note also that in some very specific and few life situations, such as for example when switching the two clutches during certain gearbox gear changes, it may be necessary that the first and second clutches are temporarily and very briefly simultaneously placed in their clutch position. In these very specific situations it is therefore not desirable that the control device D generates a command requiring the placement of the first and second clutches in their disengaged position. In order to be able to take into account these specific situations, the auxiliary monitoring means MSA can be arranged to determine whether each clutch is in a clutch or non-critical clutch position for the safety of the system, as a function not only of the measurements of the positions current of the first and second clutches, but also at least one additional input signal. Among the input signals that may be used, there may be mentioned a signal that is representative of the speed of the first primary shaft of the gearbox (which is associated with the first clutch), a signal that is representative of the regime of the second shaft. transmission primary (which is associated with the second clutch), a signal that is representative of the current positions of certain transmission ranges, and a signal that is representative of a commitment threshold of a ratio of the gearbox. It is also important to note that the measurement of the position of a clutch does not necessarily make it possible to determine directly whether a clutch is in its clutch or disengagement position at a given instant. Indeed, a clutch disk is in its disengaged position when it rubs strongly enough against the disk (or flywheel) of the associated primary shaft. This sufficiency is characterized with respect to a threshold which must be strictly exceeded and which is constructed from what the skilled person calls the "point of licking" (or in English "kiss point"). The licking point of a clutch corresponds to a position in which its disk begins to friction with the corresponding disk of the associated primary shaft, so that the torque transmitted by the clutch becomes greater than a low torque threshold for example equal to 3 N / m. This licking point allows in particular to reset the position / torque transfer function and thus to control the torque that is transmitted by a clutch. It is calculated (generally periodically) by the control means MC from, in particular, measurements of the positions of the first and second clutches and the measured measurements of the speed of the two primary shafts and the positions of the different engagement and selection ranges of the two shafts. reports whenever conditions permitting are met (for example a sufficiently prolonged "neutral" position of the gearbox). The licking point varies over time and from one clutch to another depending on several parameters, such as thermal, thermomechanical, wear, especially friction. Therefore, it will be understood that if a sensor provides continuous position measurements, it is necessary to compare them to the licking point to directly determine whether the clutch concerned is in its clutch or disengage position at a given time. The control means MC must provide the estimates of the licking points they have determined for the first and second clutches MSA auxiliary monitoring means so that the latter (MSA) determine if each of the first and second clutches is in a position d clutch or clutch depending on at least the corresponding position measurement and the estimate of the corresponding licking point. The MSA auxiliary monitoring means are preferably arranged so as to make their determinations of the positions (disengagement or clutch) of the clutches periodically, according to a period which is for example equal to 10 ms. In order to avoid any common mode between the control means MC and the auxiliary monitoring means MSA, the licking points which are taken into account by the auxiliary monitoring means MSA for monitoring the current phase of use, are the last ones that were considered valid during a previous phase of use. In this case, the auxiliary monitoring means MSA are preferably arranged to determine during each period whether each of the first and second clutches is in its clutch or disengagement position as a function of at least the corresponding current position measurement and a valid estimate of the corresponding licking point determined by the control means MC during a previous phase of use of the gearbox.
On entend ici par « estimation valide » une estimation cohérente par rapport à au moins une estimation antérieure ayant permis un contrôle correct d'un embrayage et donc n'ayant pas induit un blocage des roues du véhicule. Par ailleurs, on entend ici par « phase d'utilisation de la boîte de vitesses » une phase survenant entre le moment où on commence à utiliser le véhicule (en le démarrant) et le moment où on cesse d'utiliser le véhicule (en coupant son moteur). Une phase d'utilisation correspond donc à un cycle de conduite du véhicule. Par exemple, les moyens de surveillance auxiliaires MSA peuvent être agencés pour stocker, lors de la phase d'utilisation de la boîte de vitesses qui est en cours, les estimations des points de léchage qui ont été déterminées lors de la phase d'utilisation précédente, en remplacement des estimations valides des points de léchage précédemment stockées, lorsque ces premières sont compatibles avec ces dernières. A cet effet, à la fin de chaque phase d'utilisation les moyens de contrôle MC peuvent transmettre aux moyens de surveillance auxiliaires MSA les estimations des points de léchage K qu'ils ont déterminées pendant la phase d'utilisation considérée. Ces dernières estimations des points de léchage K sont alors immédiatement stockées par les moyens de surveillance auxiliaires MSA, de préférence dans une mémoire non volatile sécurisée afin de pouvoir être comparées par les moyens de surveillance auxiliaires MSA aux dernières estimations valides des points de léchage KO (stockées lors d'une phase d'utilisation antérieure dans une mémoire non volatile sécurisée). Un point de léchage n'évoluant que très peu entre deux phases d'utilisation, la comparaison du dernier point de léchage reçu K à celui valide KO permet donc de déterminer directement si ce dernier point de léchage reçu K est valide ou non. Plus précisément, si K et KO présentent une différence qui est jugée compatible avec une évolution normale du point de léchage entre deux phases d'utilisation (ou cycles de conduite) successives, alors le point de léchage KO est remplacé par le point de léchage K fraichement reçu. K devient alors le point de léchage utilisé par les moyens de surveillance auxiliaires MSA pour leur surveillance lors de chaque période de la nouvelle phase d'utilisation en cours. En revanche, si K et KO présentent une différence qui est jugée anormale (c'est-à-dire incompatible avec une évolution normale du point de léchage entre deux phases d'utilisation successives), alors le dernier point de léchage K est rejeté et l'ancien point de léchage KO est conservé par les moyens de surveillance auxiliaires MSA afin d'être utilisé par ces derniers (MSA) pour leur surveillance lors de chaque période de la nouvelle phase d'utilisation en cours. On notera que les moyens de surveillance auxiliaires MSA peuvent être, également et éventuellement, agencés pour construire des seuils à partir de chacune des estimations valides des points de léchage, et pour décider qu'un embrayage est dans sa position d'embrayage lorsque la mesure de position correspondante est strictement supérieure au seuil construit correspondant. Par exemple, si une estimation valide d'un point de léchage est égale à 1,3 mm, alors on peut construire un seuil égal à la somme de cette estimation (ici 1,3 mm) et d'une constante représentative du déplacement (ou de la course) supplémentaire au-delà du point de léchage à partir duquel on considère que l'on embraye suffisamment pour s'exposer au risque de blocage de la boîte de vitesses BD. Cette constante est choisie en fonction des types des actionneurs d'embrayage dont les courses présentent des ordres de grandeurs variables. Pour augmenter encore l'indépendance entre les moyens de contrôle MC et les moyens de surveillance auxiliaires MSA, on notera également qu'il peut être avantageux de contrôler, par l'intermédiaire d'un moyen indépendant, la transmission des estimations des points de léchage des moyens de contrôle MC vers les moyens de surveillance auxiliaires MSA. A cet effet, et comme illustré non limitativement sur la figure 2, le dispositif de contrôle D peut comprendre des moyens de gestion MG agencés de manière à n'autoriser le transfert des estimations des points de léchage des moyens de contrôle MC vers les moyens de surveillance auxiliaires MSA, que lorsqu'au moins une condition choisie est satisfaite. Here "valid estimate" is understood to mean an estimate that is consistent with at least one previous estimate that has allowed a correct control of a clutch and therefore has not induced a locking of the wheels of the vehicle. Furthermore, the term "phase of use of the gearbox" here refers to a phase occurring between the moment when the vehicle is started (starting) and the moment when the vehicle is stopped (by cutting off the vehicle). its engine). A phase of use therefore corresponds to a driving cycle of the vehicle. For example, the auxiliary monitoring means MSA may be arranged to store, during the phase of use of the gearbox which is in progress, the estimates of the licking points that were determined during the previous use phase. , replacing the valid estimates of licking points previously stored, when these first are compatible with the latter. For this purpose, at the end of each phase of use, the control means MC may transmit to the auxiliary monitoring means MSA the estimates of the licking points K that they have determined during the use phase considered. These last estimates of the licking points K are then immediately stored by the auxiliary monitoring means MSA, preferably in a non-volatile secure memory in order to be compared by the auxiliary monitoring means MSA to the latest valid estimates of the licking points KO ( stored during a previous use phase in a non-volatile secure memory). Since a licking point evolves very little between two phases of use, the comparison of the last received licking point K with the valid one KO thus makes it possible to determine directly whether the latter licking point received K is valid or not. More precisely, if K and KO show a difference which is judged to be compatible with a normal evolution of the licking point between two successive phases of use (or driving cycles), then the licking point KO is replaced by the licking point K freshly received. K then becomes the licking point used by the MSA auxiliary monitoring means for their monitoring during each period of the new phase of use in progress. On the other hand, if K and KO show a difference which is considered abnormal (that is to say, incompatible with a normal evolution of the licking point between two successive use phases), then the last licking point K is rejected and the old KO licking point is kept by the MSA auxiliary monitoring means in order to be used by them (MSA) for their monitoring during each period of the new phase of use in progress. Note that the MSA auxiliary monitoring means can be, also and possibly, arranged to build thresholds from each of the valid estimates licking points, and to decide that a clutch is in its clutch position when the measurement corresponding position is strictly greater than the corresponding constructed threshold. For example, if a valid estimate of a licking point is equal to 1.3 mm, then we can construct a threshold equal to the sum of this estimate (here 1.3 mm) and a constant representative of the displacement ( or additional stroke) beyond the point of licking from which it is considered that it engages sufficiently to expose to the risk of blocking the gearbox BD. This constant is chosen according to the types of clutch actuators whose strokes have orders of variable sizes. To further increase the independence between the control means MC and the auxiliary monitoring means MSA, it will also be noted that it may be advantageous to control, by means of an independent means, the transmission of the estimates of the licking points. control means MC to the auxiliary monitoring means MSA. For this purpose, and as shown in non-limiting manner in FIG. 2, the control device D can comprise management means MG arranged in such a way as not to allow the transfer of the estimates of the licking points of the control means MC to the means of control. MSA auxiliary monitoring, only when at least one selected condition is satisfied.
Plusieurs conditions peuvent être utilisées et notamment l'instant de fin ou le début d'une phase d'utilisation de la boîte de vitesses (ou cycle de conduite). Comme illustré non limitativement sur la figure 2, ces moyens de gestion MG peuvent être, par exemple, réalisés sous la forme d'un transistor commandé par un signal sc qui est de préférence externe afin d'être indépendant des moyens de contrôle MC et des moyens de surveillance auxiliaires MSA. On notera également qu'afin d'éviter les fausses alertes occasionnant des placements intempestifs des premier et second embrayages dans leur position de débrayage, il peut être avantageux de ne générer une commande de débrayage à destination de l'interface de pilotage IP qu'à condition que le placement simultané des premier et second embrayages dans leur position d'embrayage soit détecté lors d'un nombre choisi de périodes successives contenues dans un intervalle de temps de durée choisie. Par exemple, on peut décider qu'il y a effectivement un problème lorsque l'on détecte le placement simultané des premier et second embrayages dans leur position d'embrayage pendant un nombre choisi de périodes successives (par exemple et non limitativement dix périodes de 10 millisecondes, soit 100 millisecondes). L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de dispositif de contrôle, de calculateur, et de véhicule décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. Several conditions can be used including the end time or the beginning of a phase of use of the gearbox (or driving cycle). As illustrated without limitation in FIG. 2, these management means MG may be, for example, embodied in the form of a transistor controlled by a signal sc which is preferably external so as to be independent of the control means MC and MSA auxiliary monitoring means. Note also that in order to avoid false alerts causing inadvertent placement of the first and second clutches in their disengaged position, it may be advantageous to generate a disengagement command to the IP control interface that to provided that the simultaneous placement of the first and second clutches in their clutch position is detected in a selected number of successive periods contained in a time interval of selected duration. For example, it can be decided that there is indeed a problem when detecting the simultaneous placement of the first and second clutches in their clutch position during a chosen number of successive periods (for example and not limited to ten periods of 10 milliseconds, or 100 milliseconds). The invention is not limited to the embodiments of control device, computer, and vehicle described above, only by way of example, but it encompasses all variants that may be considered by those skilled in the art within the scope of the claims below.
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WO2018206572A1 (en) * | 2017-05-08 | 2018-11-15 | Continental Automotive Gmbh | Safety mode control apparatus and method for dual clutch transmission in vehicle |
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2011
- 2011-07-29 FR FR1156964A patent/FR2978407B1/en not_active Expired - Fee Related
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