PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO DE AYUDA A LA CONDUCCIÓN DE UN VEHÍCULO.

Dispositivo de ayuda a la conducción de un grupo moto-propulsor de un vehículo que incluye un motor de arrastre,

un embrague y una caja de velocidades con control manual, mecánica o pilotada, dispositivo que incluye un medio (13) de indicación al conductor de una relación de transmisión preconizada, gobernada por un sistema de control que incluye un calculador en el que está integrado al menos una cartografía de las leyes de cambio de velocidad para la determinación de una relación preconizada en función de una información de voluntad (2) del conductor, teniendo en cuenta un conjunto de señales aplicadas a las entradas del calculador y representativas de las condiciones de circulación del vehículo en cada instante, incluyendo el calculador, por una parte un elemento (7) de determinación de la relación preconizada para un consumo óptimo de carburante, en función de una información de voluntad (2) del conductor teniendo en cuenta la velocidad (V) del vehículo y, caracterizado porque el calculador incluye por otra parte, una pluralidad de módulos de cálculos separados (8-12), independientes unos de otros y a los que afecta a cada uno una restricción de conducción determinada, estando dichos módulos (8-12) dispuestos en serie de manera que aporte cada uno, en caso de necesidad, una corrección al valor de relación preconizado adaptado a la restricción considerada y en un orden que privilegia la seguridad de conducción, siendo cada corrección aportada, en caso contrario, por un módulo, prioritaria respecto a la corrección aportada por el módulo anterior

El invento tiene como objeto un procedimiento y un dispositivo de ayuda a la conducción del grupo moto-propulsor de un vehículo que tenga una caja de cambios de control manual o pilotado en modo manual.

Un vehículo automóvil es arrastrado por un grupo moto-propulsor incluyendo un motor de arrastre, un embrague y una caja de cambios que permite modificar la relación de transmisión entre el árbol de salida del motor y las ruedas motrices en función de la velocidad del vehículo y del par solicitado al motor.

La caja de cambios puede estar controlada manualmente por el conductor o bien automáticamente, los cambios de relación se deciden teniendo en cuenta diversos criterios y, al menos, la velocidad del vehículo y la carga del motor en el instante considerado.

En el caso de una caja automática, estos criterios se traducen con la forma de leyes de cambios de relación que pueden ser visualizadas del modo representado en la figura 1, en un diagrama que indica, en abscisas, la velocidad del vehículo, y en ordenadas, una información representativa, en cada instante, de la voluntad del conductor que se puede traducir por la posición del pedal del acelerador o por la apertura angular de una mariposa de admisión de aire o, también, el flujo de carburante inyectado en el caso de un motor Diesel.

Como se muestra en la figura 1, estas leyes están definidas de tal forma que los cambios de relación se efectuaron a velocidades del vehículo cada vez más elevadas cuando la carga del motor es elevada. Además, las curvas de relaciones ascendentes, indicadas en trazos continuos en la figura 1, están desplazadas respecto de las curvas de relaciones descendentes, de manera que el paso de una relación inferior a una relación superior, por ejemplo de tercera a cuarta, se realice, para una misma carga del motor, es decir una misma posición del pedal de aceleración, a una velocidad sensiblemente superior a la que impone el cambio inverso, retrocediendo, de cuarta a tercera. Se evita así un fenómeno llamado “bombeo”, es decir una inestabilidad de la relación en la proximidad de las curvas de cambio, que se produciría si los cambios ascendentes o descendentes se efectuaran en las mismas condiciones de velocidad y de carga.

La figura 1 es un mero ejemplo relativamente simple, pero, en realidad, las leyes de paso deben estar adaptadas a diversas situaciones de conducción y hace falta tener en cuenta otros factores tales como la temperatura del motor y de la transmisión, el perfil de la carretera, que por ejemplo, puede prohibir el aumento a la velocidad superior en una curva y, simplemente, la velocidad a la que se levanta o presiona el pedal del acelerador que es controlada directamente por el conductor y puede corresponder a un simple reflejo o una maniobra intempestiva que no justifica un cambio de relación en el instante considerado, teniendo en cuenta la situación de conducción.

Además, los vehículos modernos incluyen otros sistemas que actúan sobre el control de potencia del motor tales como sistemas antideslizamiento o de control de trayectoria o limitadores de velocidad, proviniendo entonces la información de solicitud de potencia de un regulador.

En el caso de cajas de cambio automáticas o robotizadas, el cambio de relación debe pues tener en cuenta múltiples factores e informaciones sobre la situación de conducción. La relación a engranar es por tanto determinada por un calculador que incluye diversos bloques de cálculo que combinan las informaciones recibidas de manera que controle juiciosamente y en el momento adecuado, el cambio de relación, en particular para asegurar la seguridad de conducción conservando, en cada instante, una reserva de potencia necesaria para hacer frente a una situación imprevista.

Las transmisiones automáticas han sido objeto, desde hace mucho tiempo, de estudios muy profundos y numerosas solicitudes de patente han sido depositadas para cubrir diversos perfeccionamientos tales como, por ejemplo, FR-A-2 545 567 que trata, en particular, sobre la inhibición de los cambios intempestivos hacia la relación superior, FR-A-2 863 331 que tiene como objeto una anticipación del cambios de velocidad que permiten, en particular, evitar que el cambio a una velocidad inferior suceda demasiado tarde, por ejemplo cuando una recuperación de velocidad más rápida hubiera sido deseable o FR-A-2 864 193 que tiene como objeto detectar una situación de conducción tal como subida, curva, descenso, y deducir de la intención del conductor traducida por su acción sobre el pedal acelerador, ya sea un bloqueo de la relación actual, ya sea un cambio de relación adecuado.

Sin embargo, las leyes de cambios de velocidad están actualmente concebidas para minimizar el consumo de carburante y deben igualmente tener en cuenta unas restricciones sobre las emisiones de contaminantes.

Los sistemas de control de las cajas de cambio automáticas son por tanto cada vez más complejos ya que tienen que tener en cuenta simultáneamente múltiples factores que interactúan unos sobre otros.

En cambio, en un vehículo con control manual, mecánico o pilotado, es el conductor el que elige el momento en el que tiene que cambiar de relación, en el sentido ascendente o descendente según la velocidad del vehículo, el régimen del motor y el perfil de la carretera en ascenso, en descenso como, por ejemplo, aproximándose a una curva.

Para ello, el conductor aprecia el mismo, visualmente el perfil de la carretera y tiene en cuenta la velocidad del vehículo indicada en el cuadro de instrumentos así como, eventualmente, un cuente revoluciones indicando el régimen del motor.

Es más difícil, en cambio, para el conductor apreciar el mismo la relación que debe engranar para reducir su consumo y las emisiones contaminantes.

Siendo importante el criterio de economía de carburante para los pesos pesados, ya se ha propuesto desde hace algunos años, sistemas de ayuda a la conducción indicando el conductor la relación preconizada.

El documento FR-A-2 431 737, por ejemplo, describe un dispositivo de este tipo incluyendo un calculador que tiene en cuenta valores instantáneos del régimen del motor, de la velocidad del vehículo y de la carga, medidos mediante captadores, para mostrar de forma visual o sonora, indicaciones relativas al consumo de carburante, y en caso contrario, la necesidad de aumentar o disminuir la relación de la caja de cambios. El documento DE3912359 A1 describe un dispositivo de ayuda a la conducción y un procedimiento asociado conforme a los preámbulos respectivamente de las reivindicaciones 1 y 7.

En particular, un tablero luminoso en el que se indican diferentes curvas de mismo consumo de carburante, materializa el diagrama par/régimen de manera que permita al conductor verificar, en cada instante si se encuentra en un rango óptimo de consumo.

Estas indicaciones son suministradas por un calculador en función del par solicitado al motor por el conductor que puede expresarse, por ejemplo, por la posición del pedal del acelerador.

La toma en conciencia de los imperativos ecológicos y la evolución de la reglamentación nos llevan, sin embargo, a generalizar dichos sistemas de ayuda a la conducción al conjunto de vehículos con el fin de dar a todos los conductores los medios para reducir su consumo de carburante.

Esto es posible, para los vehículos con cambio automático, introduciendo nuevas restricciones en los calculadores de control pero se hace necesario utilizar igualmente, en los vehículos de cambio manual, un sistema que indique al conductor, por ejemplo mediante visualización visual o sonora, la relación preconizada para reducir su consumo y las emisiones contaminantes.

El documento US 4 439 158, por ejemplo, describe, un sistema de este tipo para un vehículo de caja de cambios manual y embrague, en el que la indicación de los cambios de relación es calculada a partir del régimen del motor, de la relación de reducción de la transmisión y de la carga del motor así como otros factores, tales como la temperatura del motor, la velocidad del vehículo y la carga transportada.

El documento FR-A-2 863 092 describe igualmente un sistema de visualización de una relación preconizada que incluye un elemento de cálculo del valor de esta relación a partir de una cartografía de leyes de cambio, en función de la velocidad del vehículo y de una variable representativa de la carga aplicada al motor y expresada, por ejemplo, por la posición... [Seguir leyendo]

1-Dispositivo de ayuda a la conducción de un grupo moto-propulsor de un vehículo que incluye un motor de arrastre, un embrague y una caja de velocidades con control manual, mecánica o pilotada, dispositivo que incluye un medio (13) de indicación al conductor de una relación de transmisión preconizada, gobernada por un sistema de control que incluye un calculador en el que está integrado al menos una cartografía de las leyes de cambio de velocidad para la determinación de una relación preconizada en función de una información de voluntad (2) del conductor, teniendo en cuenta un conjunto de señales aplicadas a las entradas del calculador y representativas de las condiciones de circulación del vehículo en cada instante, incluyendo el calculador, por una parte un elemento (7) de determinación de la relación preconizada para un consumo óptimo de carburante, en función de una información de voluntad (2) del conductor teniendo en cuenta la velocidad (V) del vehículo y, caracterizado porque el calculador incluye por otra parte, una pluralidad de módulos de cálculos separados (8-12), independientes unos de otros y a los que afecta a cada uno una restricción de conducción determinada, estando dichos módulos (8-12) dispuestos en serie de manera que aporte cada uno, en caso de necesidad, una corrección al valor de relación preconizado adaptado a la restricción considerada y en un orden que privilegia la seguridad de conducción, siendo cada corrección aportada, en caso contrario, por un módulo, prioritaria respecto a la corrección aportada por el módulo anterior.

2-Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el calculador incluye un bloque (4) de selección de una ley de cambio en función de informaciones representativas, en cada instante, del perfil de la carretera y del estado del grupo moto-propulsor y un módulo (7) de gestión de las leyes que determina una relación preconizada en función de la ley seleccionada y de una información de voluntad (2) del conductor, teniendo en cuenta, en cada instante, la velocidad

(V) y, en caso contrario, la acción (F) ejercida sobre los frenos.

3-Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque el calculador incluye una pluralidad de módulos de corrección independientes (8-12), dispuestos en serie y afectados cada uno por una restricción de conducción, cada módulo incluye una entrada de una señal correspondiente al valor de relación preconizado en la etapa anterior, una entrada de una o varias señales representativas de los parámetros a tener en cuenta para la activación, en caso contrario, del módulo, una salida directa de transmisión a la etapa siguiente, sin activación del módulo, del valor de relación preconizado en la etapa anterior y una salida de trasmisión a la etapa siguiente, después de la activación del módulo, de la relación corregida en función de la restricción considerada.

4- Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque la serie de módulos de corrección incluye sucesivamente a partir de la determinación de la relación de consumo óptimo, al menos:

- Un módulo anti-bombeo (9) para el mantenimiento, en cada instante, de una reserva de potencia suficiente,

- Un módulo de fijación (10) para el mantenimiento de la relación engranada hasta que las condiciones de seguridad se cumplan y en caso de detección (6) de un paso por curva,

- Un módulo de anti-encadenamiento y de anticipación (12) para suspender una solicitud de cambio de relación demasiado próxima al anterior, o para temporizar cualquier demanda de cambio efectuada por el conductor y contraria a la preconización.

5-Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque el módulo (7) de determinación de la relación preconizada para un consumo óptimo es seguido inmediatamente por un módulo de inhibición (8) activado para una medida de la velocidad de hundimiento del pedal de aceleración que, en caso de movimiento lento por debajo de una velocidad dada, mantiene el valor de relación engranada que es después sometido a sucesivas correcciones (9-12) eventualmente necesarias para la determinación final (13) de la relación preconizada que se va a indicar al conductor.

6-Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la información de voluntad del conductor está representada por el grado de hundimiento del pedal del acelerador, caracterizado porque incluye medios de medida de la velocidad de hundimiento y de retorno del pedal y un módulo (11) de temporización de las solicitudes de cambio de relación en subidas, en caso de levantar rápidamente el pedal a una velocidad superior a un umbral determinado.

7- Procedimiento de ayuda a la conducción de un grupo moto-propulsor de un vehículo, incluyendo un motor de arrastre, un embrague y una caja de cambios de control manual de cambio de relación, estando equipado el vehículo con un sistema de control con un calculador que gobierna la indicación para el conductor de una relación preconizada en función de un información de voluntad del conductor y teniendo en cuenta por una parte un conjunto de parámetros relativos a las condiciones de circulación del vehículo en cada instante y, por otra parte, de una cartografía de leyes de cambio de velocidad a partir de la que se determina, en función de la velocidad del vehículo en cada instante, la relación a preconizar para un consumo óptimo de carburante y unas emisiones mínimas de contaminantes, caracterizado porque la relación preconizada es corregida por etapas sucesivas que tienen en cuenta, una tras otra, un conjunto de restricciones relativas a la seguridad y al placer de conducción, siendo cada etapa prioritaria respecto a la anterior, de manera que la relación finalmente preconizada constituya un compromiso óptimo entre estas diferentes restricciones, privilegiando la seguridad de conducción.

8-Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque el calculador incluye una pluralidad de módulos de cálculos separados, a los que afecta respectivamente cada una de las restricciones a tener en cuenta y que, en cada etapa de corrección, el módulo correspondiente verifica la pertinencia del valor de la relación preconizada en la etapa anterior, con la restricción que tiene en cuenta dicho módulo y, según el resultado de la verificación, determina, ya sea él paso directo a la etapa siguiente con el mantenimiento de la relación preconizada en la etapa anterior, ya sea una modificación de esta relación preconizada en el sentido ascendente o descendente.

9-Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 y 8, en el que la información de voluntad del conductor está representada por el grado de hundimiento del pedal del acelerador, caracterizado porque la velocidad de hundimiento del pedal es medida y un hundimiento lento, por debajo de una velocidad dada, inhibe cualquier solicitud de cambio de 10 relación en el sentido descendente sin prohibir un aumento de relación en caso de aumento de la velocidad del vehículo.

10-Procedimiento según una de las reivindicaciones 7, 8 y 9, caracterizado porque cualquier demanda de cambio de relación no segura es inhibida estando fijada la preconización.