Brevet FR2111917A1 — publié le 19720609

La présente invention se rapporte généralement à un système de transmission automatique de puissance tel qu'une "boîte de changement de vitesse automatique ou analogue notamment pour véhicules automobiles ou 5 motorisés; plus particulièrement, elle concerne et a essentiellement pour objet un dispositif formant valve hydraulique de changement de vitesse pour commander une pluralité d'éléments de friction du système de transmission d'énergie ou de puissance précité pour 10 réaliser un rapport d'engrenage désiré et les diverses applications et utilisations résultant de sa mise en oeuvre ainsi que les ensembles, appareils, machines, engins ou voitures, équipements et installations pourvus de tels dispositifs. Comme cela est bien connu dans la technique, un 15 système de transmission automatique de puissance ou d'énergie de type à groupe ou train d'engrenagesplanétaires comprend ordinairement un circuit de commande hydraulique comportant des valves de changement ou de passage de vitesse pour actionner une pluralité d'éléments de friction, 20 tels que des embrayages ou accouplements et freins à friction qui sont automatiquement embrayés ou mis en prise et débrayés ou séparés pour réaliser un rapport d'engrenage désiré conformément aux variations de la charge du moteur et de la vitesse du véhicule. Il est 25 de pratique usuelle de prévoir une valve de pression de régulateur dans le circuit de commande hydraulique, susceptible de réagir ou sensible à la vitesse du véhicule. la valve de pression régulatrice est montée fonctionnëûement sur un arbre mené du système de transmission de puissance pour 30 produire une pression de fluide proportionnelle à la vitesse de rotation de celui-ci. Cette pression de fluide sera appelée ci-après pression de régulateur. En outre, la charge du moteur est détectée en fonction d'une dépression régnant dans le collecteur d'admission ou de la position d'une pédale 35 d'accélérateur. Divers agencements ont été auparavant prévus pour convertir la valeur détectée de la charge du moteur en une pression de fluide. Un exemple typique de tels 71 38761 2 2111917 agencements consiste à employer une valve de pression d'étranglement hydraulique qui est destinée à moduler la pression de ligne produites par une pompe à huile entraînée par le moteur, en réponse à des variations 5 dans la dépression régnant dans le collecteur d'admission. Cette pression de ligne modulée sera appelée ci-après pression d'étranglement, la pression de régulateur et la pression d'étranglement ainsi obtenues sont appliquées au tiroir de la valve de changement de vitesse à des 10 extrémités opposées du tiroir de valve qui est déplacé en réponse à la différence de pression' existant entre les pressions appliquées à celui-ci. Un problème est rencontré dans cette valve de changement de vitesse classique par le fait qu'il est difficile, à cause de sa structure inhérente, 15 de réaliser de façon satisfaisante une rétrogradation ou un passage descendant des vitesses quand cela est nécessaire, par exemple quand la pédale d'accélérateur est complètement aifoncée ou abaissé pour permettre une accélération rapide d'un véhicule motorisé. Un autre problème consiste en 20 ce qu'une telle valve de changement de vitesse or. ie transfert de construction compliquée d'où résulte un coût de fabrication élevé. Ceci se traduit également par une construction compliquée du circuit de commande hydraulique/lu système de transmission de puissance. 25 C'est par conséquent un but de cette invention de réaliser une valve hydraulique perfectionnée de transfert ou de changement de vitesse destinéeà être utilisé dans un système de transmission automatique de puissance d'un véhicule automobile ou motorisé. 30 Un autre but de cette invention est de réaliser une valve hydraulique de changement de vitesse qui soit de construction simplifiée et d'un fonctionnement sûr ou fiable. Encore un autre but de cette invention est de créer une valve hydraulique de changement de vitesse qui soit adaptée 35 à effectuer facilement une rétrogradation ou un passage descendant des vitesses dans le système de transmission de puissance pour permettre une accélération rapide dans certaines 71 38761 3 2111917 circonstances. l'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative 5 qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 représente une vue en coupe d'une valve •j o hydraulique de changement de vitesse mettant en oeuvre la présente invention; - la figure 2 est une représentation graphique illustrant un exemple d'une configuration formant programme ou grille ou schéma de changement de vitesse et qui obtenue par l'emploi 1 5 de la valve de changement de vitesse représentée sur la figure 1 ; -et - la figure 3 est un graphique illustrant la corrélation existant entre la pression de ligne (portée en ordonnée^ et la pression d'étranglement hydraulique qui varie conformément 20 variations du réglage du papillon d ' étranglement des gaz du moteur (porté en abscisses). "En se référant maintenant aux dessins et plus particulièrement à la figure 2, il y est représenté un graphique illustrant des exemples de configurations 25 ou schémas de changement de vitesse. Chacun de ces schémas de changement de vitesse peut être défini en fonction de la charge du moteur et de la vitesse du véhicule, qui sont traçées ou représentées graphiquement sur la figure 2 dans le but de. montrer des points de changement de vitesse ou de traas-30 fer: auxquels le changèrent de vitesse aura lieu pour passer d'un rapport d'engrenage à un autre. Dans le système de transmission automatique de puissance, il est nécessaire d'éviter un pompage ou une irrégularité de marche indésirable entre les opérations respectivement de changement de vitesse 35 en montant et le changement de vitesse en descendant ou en rétrogradant en faisant varier les points de transfert ou de changement de vitesse conformément aux conditions d'accélération 71 3876! 4 2111917 et de décélération ou de ralentissement . la différence, entre les points de transfert à l'accélération et à la décélération ou au ralentissement sera appelée ci-après hystérésis. En outre, il est préférable de 5 changer les points de transfert pour les faire passer à un riveau de vitesse de véhicule plus élevé, de façon que le changement de vitesse en mentant soit effectué à un niveau de vitesse de véhicule plus élevé et que le changement de vitesse en descendant ou en rétrogradant ait lieu à un niveau 1 n de vitesse de véhicule plus élevé pendant l'opération de changement de vitesse en descendant ou en rétrogradant, par exemple quand la pédale d'accélérateur est complètement enfoncée ou abaissée. Dans la pratique antérieure, la valve de transfert ou de changement de vitesse est construite de façon à recevoir à la fois la pression de régulateur et la pression d'étranglement ou la pression de ligne pendant l'accélération et pour produire une hystérésis suffisante pour effectuer un changement de vitesse forcé en descendant ou en rétrogradant. PO Cependant, pendant la décélération , seule la pression de régulateur est fournie à la valve de transfert. Comme cela est représenté sur la figure 3, la pression de ligne P^ et la pression d'étranglement augmentent lors d'un accroissement du réglage du papillon d'étranglement des gaz du moteur qui correspond à la charge du moteur. Quand une valve de transfert ou de changement de vitesse est utilisée, dans laquelle l'hystérésis est produite par l'action de la pression de ligne, les schémas de transfert ou de changement de vitesse pour la rétrogradation par changement de vitesse en descendant et le changement de vitesse en montant varieront d'une manière telle que représentée par les lignes droites discontinues en traits interrompus a et b sur la figure 2. Sur la figure 2, l'hystérésis est représenté comme étant la distance entre les lignes droites en traits interrompus a et b. Cette distance tend à croître au fur et à mesure que la charge du moteur, c'est-à-dire l'ouverture du papillon d'étranglement des gaz u.u wuueur} 71 38761 5 2111917 augmente. Il est cependant désirable de diminuer une telle distance ou différence entre les schémas de changement de vitesse pour la rétrogradation par changement de vitesse en descendant et pour le changement de vitesse en 5 montant comme cela est indiqué par les lignes contirjues en traits pleins c et d sur la figure 2 quand la pédale d'accélérateur est complètement abaissée ou enfoncée, c'est-à-dire pendant l'opération dite de rétrogradation ou de changement de vitesse en descendant. Ceci est dû au fait 10 (l^e, pendant l'opération de rétrogradation des vitesses, il est préférable de forcer le point de transfert pour le changement de vitesse en montant à être voisin du niveau de vitesse de véhicule le plus élevé pour empêcher une vitesse excessive ou survitesse du moteur tout en augmentant le point de 15 transfert pour la rétrogradation des vitesses jusqu'au niveau de vitesse de véhicule supérieur ou plus élevé pour faciliter l'accélération. La valve de transfert classique, utilisant la pression de ligne pour produire l'hystérésis, est par conséquent désavantageuses en ce qu'elle nécessite la 20 présence de moyens supplémentaires formant valve dans le circuit de commande hydraulique. La présente invention envisage de créer une valve de transfert ou de chargement de vitesse qui soit agencéede façon à forcer les points de transfert pour la 25 rétrogradation et pour le changement de vitesse en montant à être situés à proximité les uns des autres comme cela est indiqué par les lignes continues en traits pleins e et f sur la figure 2 en simplifiant ainsi la construction de tout le circuit de commande hydraulique du système de transmission 30 de puissance. En se référant maintenant à la figure 1, il y est représenté, eh section, une valve hydraulique de transfert ou de changement de vitesse mettant la présente invention en oeuvre, laquelle est généralement désignée par le chiffre de référence 10. 35 La valve de transfert 10 comprend un corps de valve 11 qui est disposé dans le circuit de commande hydraulique (non représenté) du système de transmission de puissance. Le corps de valve 11 71 38761 6 2111917 est pourvu d'une chambre de valve 12 comportant des alésages 12a, 12b plus petit en diamètre que l'alésage 12a et 12c plus petit en diamètre que l'alésage 12b et dans lesquels • un tiroir de valve 13 est disposé de façon coulissante. Le 5 tiroir de valve 13 est pourvu d'au moins trois collets ou pistons de valve espacés de différents diamètres 14, 15 et 16. Le tiroir de valve 13 peut aussi avoir un collet ou piston de valve auxiliaire 17 à l'une de ses extrémités de plus petit diamètre que les trois autres collets ou 10 pistons de valve. Les surfaces de section transversale efficaces des collets ou pistons de valve 17» 14, 15 et 16 sont désignées respectivement en Aq, A^, A^ et A^ sur la figure 1. Le corps de valve 11 est pourvu d'orifices d'entrée 18 et 22 menant à un conduit de passage d'alimentation de pression 15 de ligne 19 qui est relié à une pompe à huile (non représentée) du système de transmission de puissance, entraînée par le moteur. L'orifice d'entrée 18 communique avec la chambre de valve 12 et est ouvert et fermé par le collet de valve 15 du tiroir de valve 13. 20 Un orifice de sortie 20 est réalisé dans le corps de valve 11 et communique avec la chambre de valve 12 en une position d'emplacement située entre les collets de valve 15 et 16. L'orifice de sortie 20 est relié à un servo -moteur (non représenté) actionné par du fluide sous pression pour commander un 25 élément de friction. Pour solliciter ou repousser le tiroir de valve-13 vers la droite sur la figure 1, un premier orifice de pression de commande 21 est prévu, auquel la pression d'étranglement peut être appliquée par le circuit de commande 30 hydraulique (non représenté) du système de transmission de puissance. Le premier orifice de pression de commande ou orifice de pression d'étranglement 21 communique avec la chambre de valve 12, de sorte que la'pession d'étranglement y agit sur la surface de section différentielle entre les 35 collets ou pistons de valve 17 et 14 quand le tiroir de valve 13 est déplacé vers la position extrême de droite et agit alternativement sur l'aire de section différentielle entre les 71 38761 2111917 collets ou pistons de valve 14 et 15- Pour solliciter ou repousser davantage le tiroir de valve 13 vers la droite, un second orifice de pression de commande 22 est prévu, lequel communique avec la 5 chambre de valve "2. Le second orifice de pression de commande 22 peut être relié au conduit d'alimentation de pression de ligne 19 pour recevoir directement la pression de ligne de celui-ci. La pression de ligne, délivrée au second orifice de pression de commande ou orifice de pression de 10 ligne 22, agit sur la surface de section transversale différentielle entre les collets de valve 14 et 15 pour solliciter ou repousser le tiroir de valve 13 vers la droite quand le tiroir de valve 13 occupe la position représentée sur la figure 1. 15 Un troisième orifice de pression de commande ou orifice de pression de régulateur 23 est prévu dans le corps de valve 11 pour solliciter ou repousser le tiroir de valve 13 vers la gauche comme cela est vu sur la figure 1 contre les forces de pression agissant sur celui-ci. A cet effet, le 20 collet de valve 16 du tiroir de valve 13 est exposé continuellement à la pression de régulateur régnant dans l'orifice de pression de régulateur 23. Un orifice 24 est prévu pour évacuer la pression de ligne régnant dans l'orifice de sortie.20 pour relâcher, 25 desssrrer ou débrayer l'élément de friction quand le tiroir de valve occupe la position représentée sur la figure 1. L'orifice 24 peut être utilisé comme orifice pour fournir la pression de ligne à l'orifice de sortie 20 quand le système de transmission de puissance est actionné manuellement, 30 si on le désire. Il est à noter que cet orifice 24 peut être omis quand il n'est pas nécessaire. Par le chiffre de référence 25 est désigné un orifice de purge ou d'évacuation à travers lequel un excès de fluide est évacué. En décrivant le fonctionnement de la valve de transfert 35 ainsi agencée, on supposera que le tiroir de valve 13 est déplacé vers la droite dans la figure 1. Dans cet état, la pression d'étranglement dans l'orifice de pression d'étranglement 20 25 30 35 71 MiM * 211,917 21 agit sur la surface de section transversale différentielle entre les collets de valve 17 et 14 et la pression de ligne dans l'orifice de pression de ligne 22 agit sur l'aire de section transversale différentielle entre les collets ou pistons de valve 14 et 15, tandis que la pression de régulateur dans l'orifice de pression de régulateur 23 agit sur le collet de valve 16. On voit ainsi que le tiroir de valve Ijjfest maintenu dans sa position extrême de droite sur la figure 1 quand la force de pression, agissant sur le collet de valve 16, est inférieure aux forces de pression agissant sur les collets de valve 17, 14 et 15. Ceci est exprimé par la relation suivante : A3Pg^ (Â2 ~ A1 ^ P1 + (A1 " A(p Pth Lorsque la vitesse du véhicule croît ou quand la charge du moteur décroît, la force de pression, agissant sur le collet de valve 16, sera supérieure ou égale aux forces de pression agissant sur les autres collets de valve. Ceci est exprimé par la relation suivante : A3Vg^L ^A2 A1 ^ Pl + ^A1 ~ A0^ Pth Dans cette condition, le/tiroir de valve 13 est déplacé vers la gauche comme cela est vu sur la figure 1. Le tiroir de valve 13 étant dans cette position, l'orifice d'entrée 18 est mis en communication avec l'orifice de sortie 20 à travers lequel la pression de ligne est délivrée au servo--moteur actionné par du fluide sous pression pour commander l'élément de friction afin d'effectuer le changement entre les rapports d'engrenage. La corrélation, entre la charge du moteur et la vitesse du véhicule quand le tiroir de valve 13 est en train de se déplacer vers la gauche, est indiquée par la ligne continue en traits pleins f sur la figure 2. Quand le tiroir de valve 13 occupe la poisition extrême de gauche, l'orifice de pression de ligne 22 est bloqué ou obturé par le collet de valve 15 et la pression d'étranglement, délivrée à l'orifice de pression d'étranglement 21, est fournié à la chambre de valve entre les collets de valve ^ o+ " 71 38761 9 2111917 conséquent, le tiroir de valve 13 est maintenu dans sa position extrême de gauche seulement quand la force de pression, agissant sur le collet de valve 16, est plus grande que celle exercée sur la surface de 5 section transversale différentielle entre les collets de valve 14 et 15- Cette relation est exprimée par : -â^P (A,-, - A^ ). On se rendra compte alorg^ue la force, sollicitant ou repoussant le tiroir de valve 13 vers la droite sur* la figure 1 quand ce dernier occupe la position extrême 10 de gauche, est inférieure à celle qui est exercée sur celui-ci quand le tiroir de valve 13 occupe la position extrême de droite et par conséquent les points de transfert varieront d'une manière telle que représentée par la ligne continue en traits pleins e. La différence de distance 15 entre ces deux lignes en^raits pleins e et f est ce qu'on appelle l'hystérésis comme cela a été indiqué précédemment. La force-F, agissant sur le tiroir de valve 13, est définie comme suit : F = (Ag A1 ) P1 + (A1 - Aq) Pth - (A2 - A1 ) P^ 20 = Ainsi, la force F varie en fonction de la valeur de (P]_ - P-fch^ * ^0IIime 03:1 d'après la figure 3 la 25 valeur de (P-^ - P-j^) décroît au fur et à mesure que l'ouverture du papillon d'étranglement des gaz du moteur augmente et par conséquent l'hystérésis est diminuée lors d'un accroissement de la charge du moteur, comme on le voit sur la figure 2. 30 Comme on le voit d'après la figure 1, la valve de transfert 10 est construite de façon à forcer la chambre de valve 12, entre les collets de valve 14 et 15, à être sélectivement alimentée avec la pression d'étranglement ou la pression de ligne et par conséquent le tiroir de valve 13 est toujours situé dans 35 l'une ou l'autre des deux positions extrêmes. On se rendra compte maintenant que, puisque la valve hydraulique de transfert mettant la présente invention en oeuvre 71 38761 10 2111917 est construite de façon à produire une hystérésis qui décroît lorsque la charge du moteur croît, la rétrogradation forcée des vitesses sera facilement obtenue pour permettre une accélération rapide dans certaines 5 circonstances. Il doit en outre être entendu que la valve hydraulique de transfert de la présente invention se compose d'un nombre minimal de pièces ou parties composantes en simplifiant ainsi le circuit de commande hydraulique associé du 10 système de transmission de puissance. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des 15 moyens décrits aiisi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. 71 38761 2111917 REVENDICATIONS 1 Dispositif formant valve hydraulique de transfert ou de changement de vitesse, caractérisé en ce qu'il comprend : un corps de valve ; une chambre de valve réalisée dans ledit corps de valve; un tiroir de valve monté coulissant dans 5 ladite chambre de valve et mobile vers deux positions extrêmes, ledit tiroir de valve comportant au moins trois collets ou pistons de valve espacés de différents diamètres; un orifice d'entrée communiquant avec ladite chambre de valve en une position lui permettant d'être ouvert et fermé par un collet de valve 10 intermédiaire parmi les trois collets de valve espacés; un orifice de sortie communiquant avec ladite chambre de valve en une position placée entre ledit collet de valve intermédiaire et l'un des deux collets de valve restants; un premier orifice de pression de commande communiquant avec ladite chambre de valve en une 15 position forçant la pression dans ledit premier orifice de pression de commande à agir sélectivement sur l'autre desdits deux collets de valve restants; un second orifice de pression de commande communiquant avec ladite chambre de valve en une position forçant la pression dans ledit second orifice de pression de 20 commande à agir sélectivement sur la surface de section transversale différentielle entre ledit collet de valve intermédiaire et ledit autre des deux collets de valve restants; et un troisième orifice de pression de commande communiquant avec ladite chambre de valve en une position forçant la pression dans ledit 25 troisième orifice de pression de commande à agir continuellement sur ledit collet cité en premier lieu parmi le s deux collets de "valve restants; ledit collet intermédiaire commandant la communication entre lesdits orifices respectivement d'entrée et de sortie et l'agencement étant tel que, quand ledit tiroir de valve est déplacé vers une position 30 extrême, la pression dans ledit prerier orifice de pression de commande est amenée à agir sur ledit autre collet parmi les deux collets de valve espacés restants et la pression dans ledit second orifice de pression de commande est amenée à agir sur la surface de section transversale différentielle entre ledit 35 collet de valve intermédiaire et ledit autre collet de valve 71 3876 I 12 2111917 parmi les deux collets de valve restants tandis que, quand ledit tiroir de valve est déplacé vers une autre position extrême, la pression dans ledit premier orifice de pression de commande est amenée à agir sur la surface de section 5 différentielle entre ledit collet de valve intermédiaire et ledit autre collet parmi les deux collets de valve espacés restants. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second orifice de pression de commande précité communique avec l'orifice d'entrée 10 précité. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tiroir de valve précité comprend en outre un collet ou piston de valve auxiliaire ayant une aire de section transversale 15 efficace plus petite que celles des trois collets de valve précités, la pression dans le premier orifice de pression de commande précité agissant sur la surface de section différentielle entre ledit autre collet parmi les deux collets de valve restants et sur ledit 20 collet de valve auxiliaire. 4.- Dispositif formant valve hydraulique de transfert ou de changement de vitesse pour un système de transmission automatique de puissance pour véhicule automobile ou motorisé, caractérisé en ce qu'il comprend : un corps de valve; une chambre de 25 valve réalisée dans ledit corps de valve; un tiroir de valve maté de façon coulissante dans ladite chambre de valve et mobile vers deux positions extrêmes, ledit tiroir de valve étant pourvu d'au moins trois collets ou pistons de valve espacés de différents diamètres; un orifice d'entrée communiquant avec 30 ladite chambre de valve en une position lui permettant d'être ouvert et fermé par un collet de valve intermédiaire parmi lesdits trois collets de valve espacés; un orifice de sortie communiquant avec ladite chambre de valve en une position située entre ledit collet de valve intermédiaire et l'un des deux collets de valve 35 espacés restants; un orifice de pression d'étranglement communiquant avec ladite chambre de valve en une position forçant 3a pression dans ledit orifice de pression d'étranglement à a6±r séi tcoxvcmcuu SDU.X 71 38761 13 2111917 l'autre des deux collets de valve restants; un orifice de pression de régulateur communiquant avec ladite chambre de valve en une position forçant la pression dans ledit orifice de pression de régulateur à agir continuellement sur le collet 5 cité en premier lieu parmi les deux collets de valve restants; et un orifice de pression de ligne communiquant avec ladite chambre de valve en une position forçant la pression dans ledit orifice de pression de ligne à agir sélectivement sur la surface de section différentielle entre ledit collet de 1o valve intermédiaire et ledit autre collet parmi les deux collets de valve restants, ledit orifice de pression de ligne communiquant avec ledit orifice d'entrée, ledit collet intermédiaire dudit tiroir de valve commandant la communication entre lesdits orifices respectivement d'entrée 15 et de sortie et l'agencement étant tel que, quand ledit tiroir de valve est déplacé vers une positioi^éxtrême, la pression dans ledit orifice de pression d'étranglement est forcée d'agir sur l'autre collet parmi les deux collets de valve restants et la pression dans ledit orifice de pression de régulateur est 20 amenéeà agir sur la section de surface différentielle entre ledit collet intermédiaire et ledit autre collet parmi les deux collets de valve restants tandis que, quand ledit tiroir de valve est déplacé vers une autre position extrême, la pression dans ledit orifice de pression d'étranglement est amenée 25 à agir sur la surface de section différentielle entre ledit collet de valve intermédiaire et ledit autre collet parmi les deux collets de valve restants.