Brevet FR2006616A1 — publié le 19691226

i 2006616 La présente invention concerne un dispositif pour déterminer l'instant auquel doit se produire le changement ou le passage d'une vitesse dans les dispositifs de commande hydrauliques pour boîtes de vitesses automatiques de véhicules automobiles. 5 Pour l'établissement de dispositifs de commande hydrauliques de boîtes de vitesses à changement de vitesse automatique, il faut tenir compte de divers facteurs, qui sont en contradiction les uns avee les autres. C'est ainsi que lés caractéristiques d'économie d'un moteur ou groupe propulseur correspondent l'une 10 utilisation maximum de la puissance de propulsion mise en oeuvre peur une consommation de carburant minimum. Cependant une augmentation de la puissance entraîne une augmentation de consommation de carburant, et inversement. Le but de l'invention est, à partir d'une position prédéter-15 minée de la pédale d'accélérateur, d'assurer ehaque fois la marehe du véhicule avec la puissance, maximum du moteur pour chaque vitesse et, au-dessous de cette position prédéterminée de la pédale d'accélérateur, de changer de vitesse de telle sorte que le véhicule roule avec une consommationooptinram, le passage à une 20 vitesse inférieure au-dessus de la position prédéterminée de la pédale d'accélérateur étant assuré dans une zone correspondant aux limites de consommation optima, l'hystérésis étant alors sensiblement plus grande que celle obtenue au-dessous de la position prédéterminée de la pédale d'accélérateur. On s'efforce ainsi, à 25 partir de la puissance minimum jusqu'à une puissance prédéterminée du moteur d'un véhicule automobile, d'assurer le changement de vitesse automatique, entre deux vitesses voisines exclusivement en fonction d'une consommation de carburant minimum, par exemple pour faire démarrer un véhicule afin de l'amener à une 30 vitesse de marehe moyenne ou de croisière sans utiliser les valeurs d'accélération maxima ou pour maintenir le véhicule à une vitesse de marehe moyenne ou de croisière prédéterminée. En outre, à partir d'une position de charge prédéterminée et jusqu'à une position de eharge maximum, la montée des vitesses 35 doit s'effectuer en utilisant de façon optimum la puissance, par exemple pour augmenter la vitesse lorsqu'on passe de la circulation en ville à la circulation sur route. Enfin, sur route, le véhicule doit pouvoir êtïe accéléré au maximum afin de dépasser les véhicules roulant plus lentement. 69 12158 2006616 Ces conditions sont remplies grâce au- dispositif prévu par l'invention, qui est constitué par un tiroir de commande et un tiroir de distribution montés sur le même axe médian et maintenus dans la position correspondant â la vitesse inférieure au moyen 5 d'un ressort agissant sur le tiroir de distribution, tandis que le tiroir, de commande peut être sollicité à 1*encontre de l'action du ressort par de l'huile sous pression dent la pression est directement fonction de la vitesse du véhicule (pression de réglage). LO Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte de la ma nière connue un régulateur formant réducteur de pression, afin de produire une pression fonction de la puissance exigée du moteur, la pression résultante, qui agit à i1 encontre de la pression fonction de la vitesse, n'étant propagée au tiroir de com-L5 mande et au tiroir de distribution qu'après qu'une puissance du moteur prédéterminée a été atteinte. Une autre caractéristique de l'objet de . 1'invention réside dans ]e fait que le régulateur de pression comporte un tiroir de pression pouvant être déplacé en même temps que l'organe de ré-!Q glage de la puissance (pédale d'accélérateur) du moteur, ce tiroir présentant une cavité annulaire, un premier conduit étant disposé entre ce tiroir et la chambre orientée vers la surface différentielle du tiroir de commande, ce premier conduit communiquant avec la cavité annulaire du tiroir de pression à partir 55 d'une position prédéterminée de l'organe de réglage de la puissance (c'est-à-dire de la pédale d'accélératemr). Enfin, suivant une autre particularité encore de l'objet de l'invention, il est prévu un second conduit entre la tiroir de pression et une cavité annulaire associée au collet du tiroir de )Q commande de plus petites dimensions, ce conduit étant obturé lorsque le plus petit des collets du tiroir de commande se trouve dans sa position de commande inférieure et communiquant alors avec le conduit de mise à l'atmosphère du régulateur de pression tandis que lorsque l'organe de réglage de la puissance (pédale 35 d'accélérateur) se trouve dans la position correspondant -à la puissance maximum du moteur du véhicule, la gorge annulaire du tiroir de pression est mise en communication avec le premier et le second conduits. Les dessins schématiques annexés montrent, à titre d'exemple 40 non limitatif, un mode de réalisation possible de l'objet de 69 12158 3 2006616 l'invention. La fig. 1 montre .1* dispositif, objet de l'invention, réglé en vue d'une consommation nininuM de carburant. La fig. 2 nontre le dispositif dans sa position correspondant 5 aux puissances maxima du moteur. La fig. 3 xentre le dispositif dans sa position correspondant 1 l'accélération maximui du véhicule (position dite "kitic clown", la pédale étant enfoncée i fend). La fig. 4 est un schéma montrant la position des points de 10 changement de vitesse en fonction de la charge et du régime du moteur, le régime étant porté en abscisses et la eharge du moteur en ordonnées. On a représenté par la référence 40 sur les fig. 1 et 3 un distributeur eu régulateur de pression auquel l'huile sous pres-15 sien est amenée par un conduit 206. Ce régulateur est un réducteur fournissant une pression qui est fonction de la position de l'organe de réglage de puissance du moteur (pédale d'aeeélérateur), de telle sorte que cette pression augmente avec la puissance reluise. 29 Le régulateur de pression 40 comporte un tireir 4l présentant des collets 4 la et 4 lb entre lesquels un conduit d'amenée d'huile sous pression 206 débouche dans une cavité annulaire 46, ainsi qu'un canal de jonctien 48 débauchant dans une eavité annulaire 45* Entre le collet 4la et le 25 tireir de pression 42, montés sur le même axe, est disposé un ressert de compression 43 tendant 2. déplacer le tireir 41 peur l'amener i sa position limite de droite. Par un conduit 49, de l'huile sous pression vient également agir sur la face terminale libre du collet 4lb. La pression s'exerçant sur ce collet 30 4lb agit ainsi à 1'encontre de l'action du ressort de compression 43. L'organe de réglage de puissance (pédale d'accélérateur) agit sur le tiroir de pression 42 dans le sens indiqué par la flèehe 6 c'est-à-dire que, lorsque la puissance requise augmente, 35 la compression du ressort 43 et par conséquent la pression fournit, augmentent également. Le tireir 42 présente une gorge annulaire 42a dans laquelle débouehe le canal de jonction 48. Cette gorge annulaire 42a est ebturée dans la position de départ ; elle reste égale-40 ment fermée jusqu'à un déplacement prédéterminé vers la droite 69 12158 4 2006616 du tiroir 42. Lorsque le tiroir 42 continue de se déplacer vers 3a droite, il libère un premier conduit 220 et, quand la puissance requise est maximum, un second conduit 221 est mis en communication, en plus du premier conduit 220, avec la gorge 5 annulaire 42a. Par ces deux conduits, la pression provenant du conduit 48 parvient à un premier tiroir de commande 91 et à un tiroir de distribution 98. Le tiroir de commande 91 comporte deux collets : un grand collet 91a et un petit collet 91b, qui sont reliés rigide-10 ment l'un à l'autre. La face terminale libre du grand collet 91a peut être sollicitée par de l'huile sous pression arrivant par un conduit 24l d'un régulateur qui est actionné en fonction de la vitesse du véhicule. Sur le même axe longitudinal est disposé le tiroir 98, muni des trois collets de distribution 98a, 15 98b et 98e, dont le collet 98a a un diamètre inférieur à celui des deux autres collets, les collets 98b et 98c ayant cependant un diamètre également inférieur à celui du collet 91b du tiroir de commande 91. Les collets 91b et 98a se touchent par leurs extrémités libres. Sur le collet de distribution 98c 20 agit un ressort 105 qui maintient le tiroir 91 et le tiroir 98 dans la position dans laquelle ils sont représentés sur les fig. 1 et 2. Le tiroir de pression 42 communique arec une chambre annulaire 94 du tiroir de commande 91 par le premier conduit 220. 25 En outre, du premier conduit 220 part en dérivation un conduit 220d débouchant dans une chambre 106 dans laquelle est monté le ressort 105. Le second conduit 221 fait communiquer le tiroir de pression 42 avec la chambre annulaire 96 du collet le plus petit 30 91b. Sur les fig. 1 et 2, le collet 91b obture la chambre annulaire 96. La chambre annulaire 97 sert uniquement à la mise à l'atmosphère de l'espace subsistant entre le collet 91b . du tiroir 91 et le collet de distribution 98a. 35 Entre les deux collets de distribution 98a et 98b, est ménagée une cavité annulaire 99 communiquant avec le bac à huile (non représenté - mise à l'atmosphère) ainsi qu'une cavité annulaire 100 qui^ par un conduit 215, est reliée à un élément de commande à friction du méeani# 69 12158 5 2006616 ritesse ou au distributeur lui faisant iBunédiatement suite, destiné à fournir d'autres vitesses. Près du collet de distribution 98b se trouvent deux cavités annulaires 101 et 102 qui communiquent avec le conduit 5 d'arrivée d'huile sous pression 213 ou avec un distributeur placé en amont. Entre les deux collets de distribution 98b, 98e est ménagée une cavité annulaire 103 communiquant avec un conduit d'huile sous pression 216 alimentant un élément de commande (non repré-13 senté) du mécanisme. Le collet de dist'ibution 98c sert à commander une cavité annulaire 104 communiquant avec le bac à huile (non représenté) en vue de la mise à l'atmosphère. L'axe 98d sert de butée de limitation de course pour le tiroir 98 lors de la montée des 15 vitesses, comme indiqué sur la fig. 3. Le dispositif décrit fonctionne de la manière suivante Tant que la-gorge annulaire 42a du tireir de pression 42 ne communique pas avec le premier conduit 220, le passage des vitesses s'effectue à régime constant, c'est-à-dire à vitesse 20 constante. Dans le schéma représenté sur la fig. 4, ceci correspond au régime n^. Le coude de la courbe en traits mixtes pour une charge du moteur désignée par dépend, quant à sa hauteur, de la position de l'embouehure du premier conduit 220 dans l'alésage de guidage par rapport au tireir de pression 42. 25 Lorsque la gorge annulaire 42a du tiroir 42 atteint le conduit 220, le tireir de commande 91 est maintenu en position de butée à gauche par la pression excédentaire s'exerçant sur sa surface différentielle (surface du collet 91a moins surface du collet 91b) et le tiroir 98 subit également une pression 30 provenant de la droite par l'huile sous pression arrivant dans la chambre 106 dans laquelle est placé le ressort 105. A ces pressions s'oppose une pression qui est fonction de la vitesse du véhicule et qui est amenée du régulateur à la chambre 93, en passant par le conduit 24l. 35 La pression produite dans le régulateur de pression 40 aug mente avec la puissance requise ou avec la charge L du moteur qui en résulte. Les plus grandes pressions sont obtenues dans le régulateur 40 pour une puissance requise maximum Xt.--, la pédale d'accélérateur étant dans la position "pleins gaz".' 69 12158 6 2006616 On obtient une pression légèrement supérieure en dépassant la position "pleins gaz11, c'est-à-dire en atteignant la-position appelée "Kick down",.qui permet d'atteindre les valeurs d'accélération maxima. La puissance requise augmentant, le passage à 5 une vitesse supérieure est reporté dans une gamme correspondant à des vitesses de marche plus élevées* En effet, dans chaque cas, il faut que la pression produite dans le régulateur sur l'arbre de sortie et propagée à la chambre 93 du. tiroir de commande par le conduit 241 d'huile sous pression dépasse la pression 10 dérivée de la pression en aval du papillon d'admission pour produire un déplacement du tiroir de commande 91 et du tiroir de distribution 98 vers la droite,, ce qui les amène à la position dans laquelle ils sont représentés sur la fig. 3. Sur le sc&éma que montre la fig. 4, la courbe en traits mix-15 tes correspond aux points de passage des vitesses lors dé la montée des vitesses, et la ligne en traits pleins aux points de descente des vitesses. Tant que la gorge annulaire 42a du régulateur 40 n'est pas en communication avec le premier conduit 220, le passage à une vitesse supérieure s'effectue toujours à la 20 même vitesse de marche correspondant au régime n^ de l'arbre de sortie du mécanisme. Lorsque la charge du moteur atteint la valeur L^, la gorge annulaire 42a du régulateur 40 est mise en communication avec le conduit 220. La chambre annulaire 94 du tiroir de commande 91 se remplit d'huile sous pression, de 25 même que la chambre 106 du tiroir de distribution 98. A la pression de régulation s'établissant dans la chambre 93 s'oppose désormais une certaine pression, et le passage à la vitesse supérieure ne peut par conséquent s'effectuer que lorsque la pression a augmenté dans cette chambre 93, c'est-à-dire à une vitesse de 30 marche plus élevée ou à un régime plus élevé n^ de l'arbre de sortie du mécanisme. L'augmentation de la puissance du moteur est par conséquent d'abord infime par suite de l'effet, d'étranglement résultant de la faible ouverture de la gorge annulaire 42a. Entre les régimes et n^ de l'arbre de sortie du mécanisme ou 35 entre les vitesses de marche correspondantes, les points de passage des vitesses se déplacent uniformément vers le haut jusqu'à ce qu'on ait une charge maximum L pour le moteur. HAX Lorsqu'on déplace la pédale d'accélérateur au delà de la position "pleins gaz", la compresàion du ressort 43 du régulateur 69 12158 7 2006616 de pression 40 augmente encore. En conséquence, la pression régnant dans les conduits 220 et 200d ainsi que dans les chambres 94 et 106 augmente également. Simultanément, la chambre annulaire 42b parvient en regard de l'orifice du con-5 doit 221, par lequel la pression se p_ropage désormais en direction du tiroir de commande 91. On obtient de cette façon un nouveau déplacement des points de montée des vitesses, jusqu'aux vitesses les plus élevées et jusqu'aux valeurs d'accélération maxima. L'hystérésis entre les points de montée et de descente des 10 vitesses est produite par la différence de superficie des surfaces des collets 98a et 98b. La valeur de l'hystérésis dépend de la différence entre ces surfaces et peut aller jusqu'à zéro. Généralement, la pleine charge est atteinte pour LM__. La BaX course supplémentaire au delà de n'a aucune influence sur 15 la charge, mais elle en a sur les points de commande, c'est-à-dire sur les peints auxquels s'effectue le changement de vitesse. Lorsque la valeur Lmj est dépassée, on doit ressentir une résistâmes afin que le franchissement de cette position particu-liire seit indiqué. Il n'est done pas désirable, peur des raisons 20 d'utilisation, de changer constamment de vitesse au-dessous de Lmx. C'est pourquoi les points de descente n^n et n2' sont reportés nettement dans la gamme de régimes inférieure, mais cependant de telle sorte qu'au-dessus de on passe encore de façon relativement favorable à la vitesse immédiatement infé-25 rieure peur avoir de la "reprise". On obtient urne grande hystérésis en déplaçant le tiroir 91 vers la droite. La chambre annulaire 94 est alors obturée et est mise à l'atmosphère par 96 et 221. La descente, des vitesses entre L„ et L_. s'effectue de nouveau en n„ ', in- i. filQ 1 30 dépemdamment de la vitesse. L'hystérésis est déterminée par la différence de diamètre des collets de distribution 98a et 98b. L'invention est utilisable pour les mécanismes comportant un nombre de vitesses quelconque, lorsque les organes de distribution sont établis de telle sorte que, pour le passage de la pre-35 mière à la seconde vitesse et de la seconde à la première vitesse, de la seconde vitesse à la troisième et de la troisième à la seconde vitesse, de la troisième vitesse à la quatrième et de la quatrième à la troisième vitesse, la disposition soit toujours la même que eelle décrite pour le tiroir de commande 91 et le 40 tiroir de distribution 98. Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. 69 12158 8 2006616 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour déterminer l'instant auquel doit se produire le passage des vitesses dans les dispositifs de commande hydrauliques pour boîtes de vitesses automatiques de véhicules 5 automobiles comportant un tiroir de distribution et un tiroir de commande présentant deux collets de diamètres différents, dont la plus grande surface peut être sollicitée par de l'huile sous pression à 1'encontre de l'action d'un ressort, la valeur de cette pression d'huile étant fonction de la vitesse du véhicule 10 (pression de réglage), la surface différentielle ainsi que la chambre dans laquelle est monté le ressort du tiroir de distribution pouvant être sollicitées à 1'encontre de la pression fonction de la vitesse du véhicule (pression de réglage), par une pression dont la valeur correspond à la puissance demandée 15 au moteur, caractérisé en ce qu'il est prévu de la manière connue un régulateur de pression (MO) formant réducteur de pression, afin de produire une pression fonction de la puissance demandée au moteur, la pression fournie par ce régulateur, qui agit à 1'encontre de la pression fonction de la vitesse de marche, 20 n'étant propagée jusqu'au tiroir de commande (91) et au tiroir de distribution (98) qu'après qu'a été atteinte une puissance prédéterminée fournie par le moteur. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le régulateur de pression (40) comporte un tiroir de pres- 25 sion (42) pouvant être déplacé par l'organe de réglage de puissance du moteur (c'est-à-dire par la pédale d'accélérateur), le tiroir de pression (42) présentant une gorge annulaire (42a), un premier conduit (220) s'étendant entre ce tiroir de pression et la chambre annulaire (94) orientée vers la surface diffé-30 rent£elle du tiroir de commande (91), ce conduit (220) étant mis en communication avec la chambre annulaire du tiroir de pression à partir d'une position prédéterminée de l'organe de réglage de puissance (pédale d'accélérateur). 3. Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé 35 en ce qu'il est prévu un second conduit (221) entre le tiroir de pression (42) et une cavité annulaire (96) assoeiée au collet de commande le plus petit (91b), ce «enduit étant obturé, dans la position inférieure de commande des vitesses, par le plus petit des collets de distribution (91b) et communiquant avec le conduit 40 de mise à l'atmosphère (42c) du régulateur de pression, la gorge 69 12158 9 2006616 annulaire (42a) du tiroir de pression communiquant avec le premier conduit (220) et avec le second conduit (221) aboutissant au tiroir de commande (91) lorsque l'organe de réglage de puissance (pédale d'accélérateur) se trouve dans la position correspondant 5 t la puissance maximum du moteur du véhicule. 4. Dispositif suivant les revendications 1 à 3» caractérisé en ce qu'un conduit de communication (220d) est prévu entre le premier conduit (220) et la chambre (106) dans laquelle se trouve le ressort (105)• 10 5• Dispositif suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le collet de distribution (98a) placé à proximité du plus petit (91b) des deux collets de commande a un diamètre inférieur à celui du collet de distribution médian (98b).