Brevet FR2275698A1 — publié le 19760116

La présente invention concerne un systeme de commande pour transmission automatique de véhicule, la transmission étant du type comprenant une botte de vitesses à train d'engrenage épicycloidal à plusieurs vitesses,dont l'arbre d'entrée est connecté au moteur du véhicule par l'intermédiaire d'un convertisseur de couple ou d'un autre couplage à fluide, au moins certaines parmi les vitesses de la boîte de vitesses étant engagées en activant un ou plusieurs éléments de friction actionnables par pression de fluide, la transmission comprenant également une pompe qui fournit le fluide sous pression et un système de commande qui effectue l'activation de l'élément ou des éléments de friction au moment approprié. Avec une telle transmission, on apprécwra le fait que les changements de vitesse de la boite de vitesses ont lieu pendant que le moteur fournit un couple, et que, pendant le réglage de la vitesse du moteur, les éléments de friction sont autorisés à glisser, ce qui réduit les secousses du véhicule. La pression de fluide et la quantité de fluide fournies aux éléments de friction doivent être soigneusement choisies pour que l'on puisse arriver à un compromis satisfaisant dans toute la gamme des valeurs de couple se manifestant pendant l'utilisation du véhicule. De plus, le choix de la pression de fluide doit tenir compte autant que possible des changements de caractéristiques des éléments de friction qui peuvent se produire pendant la durée de vie de la transmission. Un compromis satisfaisant est difficile à atteindre.L'objet de la présente invention est de réaliser un système de commande pour une telle transmission qui ait une forme simple et comxode. Conformément à l'invention, un système de commande adapté un tel but comprend des moyens sensibles au taux de variation de la vitesse de l'arbre d'entrée pendant que s'effectue un changement de vitesse, pour réaliser la commande d'une soupape de régulation de pression qui détermine la pression de sortie de la pompe. Un exemple de réalisation du système de commande selon l'invention sera décrit à présent,à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une représentation schématique d'une botte de vitesses à trois vitesses avant ; La figure 2 est un circuit hydraulique de la boîte de vitesses, et Les figures 3 et 4 montrent des portions d'un circuit hydraulique faisant partie du systèmede commande. Avec référence aux figures, le système de transmission comprend un convertisseur de couple 10 d'un type classique, qui relie le vilebrequin 11 du moteur à l'arbre d'entrée 12 d'une boite de vitesses 13 à train d'engrenage épicycloidal à plusieurs vitesses. Dans le cas particulier des figures, la boîte de vitesses possède trois vitesses avant, une position neutre, une position pour la marche arrière et une position de stationnement. Le choix des différentes vitesses est réalisé en activant mi ou plusieurs de quatre éléments de friction, dont le premier comprend un embrayage avant 14, le second un embrayage arrière 15, le troisième une courroie de freinage avant 16 et le quatrième une courroie de freinage arrière 17. I1 est également prévu un embrayage à une voie 18, qui, dans l'un des états de la boite de vitesses est verrouillé. Pour engager la marche arrière, on met en service l'embrayage arrière 15 et la courroie arrière 17. Dans la position neutre, aucun des éléments de friction n'est excité, et,lorsque la boîte de vitesses est utilisée dans son mode automatique, le premier rapport d'embrayage est réalisé en activant 1'embrayage avant 14. Dans cette position, l'embrayage à une voie est dans la position verrouillée. Pour réaliser le second rapport d'embrayage dans le mode automatique, l'embrayage avant 14 est à nouveau activé ainsi que la courroie avant 16. Enfin, pour le troisième rapport d'embrayage dans le mode automatique, l'embrayage avant 14 est excité en même temps que l'embrayage arrière 15. Dans la position de stationnement, la courroie arrière 17 seule est excitée. Il existe plusieurs autres positions qui peuvent être mises en service dans des circonstances spéciales. Ces cas ne sont pas illustrés dans le diagramme de la figure 2 qui montre le système de pression de 'fluide0 Avec référence à la figure 2, il est prévu une pompe 18 qui est entraînée avantageusement par l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses.La pression de sortie de la pompe est contrée par une soupape de régulation 19, et la distribution du fluide sous pression est sous le contrale d'une soupape de distribution 20 actionnable manuellement0 Celle-ci peut être réglée pour fournir une pression de fluide à l'un de trois conduits 21, 22, 23. Le conduit 23 est connecté à des dispositifs 24, 25, actionnables par la pression et qui assurent respectivement l'excitation de l'embrayage arrière 15 et de la courroie arrière 17. lorsque le fluide est fourni au conduit 23, par conséquent, la boîte de vitesses réalisera un entraînement en marche arrière. Le conduit 22 communique avec un dispositif 26 actionné par le fluide, et qui est également associé à la courroie arrière 17, le fluide étant fourni audit conduit 22 pour réaliser la position de stationnement. En ce qui concerne la présente invention, le conduit 21 est le plus importante I1 est alimenté en fluide sous pression lorsque la soupape de distribution 20 est amenée à la position de conduite automatique. Le conduit 21 est en communication directe avec un dispositif 27 actionnable par la pression de fluide, qui, lorsqu'il est alimenté en fluide, provoque l'engagement de l'embrayage avant 14. On a précisé précédemment que pour toute position de conduite vers l'avant de la boîte de vitesses, l'embrayage avant doit être mis en service. C'est ce qui explique que le dispositif 27 soit connecté directement au conduit 21. I1 est également prévu un dispositif 28, actionnable par la pression de fluide et qui comprend un piston à double action, dont la plus grande surface peut être exposée à la pression existant dans le conduit 21, à travers une soupape 29. Le dispositif 28 est associé à la courroie avant 16 et est actionné par l'ouverture de la soupape 29 lorsque la seconde vitesse avant est requise, Un autre dispositif 30, actionnable par la pression de fluide, est associé à l'embrayage arrière 16. Le dispositif 30 peut être connecté au conduit 21 par l'intermédiaire d'une autre soupape 31, lorsque la troisième vitesse avant est requise. Dans cette condition, la pression de fluide est également appliquée à la petite surface du piston dans le dispositif 28, et une soupape de régulation 32 est prévue pour commander l'application de la pression de fluide à la petite surface du piston 28. Les soupapes 29 et 31 sont commandées au moyen d'une commande de commutation 33 qui, de façon connue, est sensible à différents paramètres, tels que, par exemple, la vitesse de l'arbre de sortie de la bote de vitesses et le réglage de l'obturateur d'air du moteur. En fonctionnement, et en partant du repos, le dispositif 27 est alimenté avec une pression de fluide, pour que la première vitesse avant soit activee. Dans cette condition, l'embrayage à une voie est verrouillé. Pendant que la vitesse du véhicule augmente, il arrive un moment où la soupape 29 est active e pour alimenter en fluide sous pression le dispositif 28, lequel fonctionne pour appliquer le frein-avant à courroie, et la vitesse d'application de ce frein commandera la décélération du moteur.Si le frein est appliqué rapidement, le moteur décélère rapidement, mais une secousse importante se produira dans le véhicule. I1 est donc souhaitable que la pression fournie au dispositif 28 soit soigneusement contrôlée, pour avoir une bonne commande du taux de décélération du moteur. En même temps, la période de décélération devrait être aussi courte que possible pour minimiser 1'usure de l'élément de friction, et, en outre, on doit éviter l'éventualité pour laquelle la vitesse du moteur croît au lieu de diminuer, comme il est requis. Une telle situation se produit lorsque la soupape 31 est actionnée. Le degré requis de contrôle peut etre atteint en comandant la pression de sortie de la pompe 18, et pour cela un contrôleur de ligne 34 est prévu pour commander le fonctionnement du régulateur de pression 19. Le contrôleur de ligne 34 sera décrit à présent avec référence aux figures 3 et 4. Comme le montrent ces figures, il est prévu un amplificateur 35 qui reçoit un signal de courant alternatif depuis un transducteur 36 monté sur l'arbre d'entrée 12 de la boîte de vitesses. La fréquence du signal émis par le transducteur 36 dépend de la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée, et le signal de sortie de l'amplificateur 35 est une impulsion carrée d'amplitude sensiblement constante. I1 est également prévu des conducteurs 37, 38 auxquelles sont connectées les bornes positive et négative d'une source d'alimentation. Au conducteur 37 est connectée la base d'un transistor P-N-P 39 dont l'émetteur est connecté à la sortie de l'amplificateur 35 par l'intermédiaire d'une résistance 40 et d'un condensateur 41 connectés en série.Le collecteur du transistor 39 est relié à l'émetteur d'un transistor N-P-N 42 et au conducteur 38 par l'intermédiaire d'une résistance 43 et d'un condensateur 44 connectés en parallèle. L'émetteur du transistor 39 est également relié au conducteur 37 par l'intermédiaire d'une résistance 45, et à la base d'un transistor P-N-P 46 ayant son émetteur relié au conducteur 37 et son collecteur relié à la base du transistor 42 par l'intermédiaire d'une résistance 47. Le collecteur du transistor 42 est connecté à l'une des bornes d'un condensateur 48, dont l'autre borne est connectée au conducteur 38 par l'intermédiaire d'une résistance 49. Une résistance réglable 50 est montée en parallèle sur le condensateur 48. En fonctionnement, les flancs orientés du côté négatif du signal de sortie de l'amplificateur 35 induisent une charge fixe qui s'accumule rapidement sur le condensateur 41, par l'intermé- diaire de la résistance 40 et la jonction base-émetteur du transistor 46. Les flancs tournés du c8té positif du signal carré transfèrent la charge depuis le condensateur 41 jusqu'au condensateur 44, par l'intermédiaire du transistor 39 qui agit comme amplificateur dont 'la base est mise à la terre. La résistance 43 assure que la tension qui apparaît aux bornes de condensateur 44 est approximativement proportionnelle à la fréquence de transfert de la charge.Pendant les périodes de charge du condensateur 41, la conduction du transistor 46 rend le transistor 42 conducteur dans les deux sens, de sorte qu'un circuit est complété entre le condensateur 44, le condensateur 48 et la résistance 49. La valeur de la capacité du condensateur 48 est petite que celle du condensateur 44, et la constante de temps du circuit est petite que le temps pendant lequel le transistor 42 est conducteur, de sorte que la tension aux bornes du condensateur 48 devient sensiblement égale à celle du condensateur 44 pendant le temps que le transistor 42 est conducteur. Pendant les intervalles de temps où le transistor 42 n'est pas conducteur, le condensateur 48 se décharge à travers la résistance 50. Ceci a pour effet que des impulsions de tension apparaissent aux bornes de la résistance 49, lesquelles impulsions ont un sens et une amplitude qui dépendent du transfert de charge entre les condensateurs 44 et 48, lorsque le transistor 42 est conducteur. Le transfert de charge dépend des vitesses de variation de la tension aux bornes des condensateurs 44 et 48, lorsque le transistor 42 n'est pas conducteur. Les pulsations de tension apparaissant aux bornes de la résistance 49 sont transmises,par l'intermédiaire d'un condensateur 51,à un amplificateur 52 qui amplifie les impulsions et les superpose à un courant continu de polarisation0 Les impulsions de l'amplificateur 52 sont appliquées à un transistor N-P-N 53 connecté à un montage à collecteur commun, puis sont transmises à un autre montage à collecteur commun, constitué par un transistor P-N-P 55o Entre l'émetteur et le collecteur du transistor 55 est connecté un condensateur 56.Ce dernier est normalement chargé par un courant continu de polarisation, mais il est déchargé d'une quantité proportionnelle à l'amplitude des impulsions d'entrée allant du côté négatif, sortant de l'amplificateur 52. Le transistor 55 effectue un ecrêtage des impulsions allant du côté négatif. I1 en résulte que la tension apparaissant aux bornes du condensateur 56 varie linéairement en fonction de la différence entre la décélération de l'arbre d'entrée et la référence constituée par la tension aux bornes du condensateur 48. Un autre condensateur 57 est connecté en série avec les résistances 58 et 59 et le condensateur 56. Le point de connexion entre les résistances 58 et 59 est relié à un amplificateur 60 pourvu d'un potentiomètre de sortie 61, dont le curseur est connecté à un autre amplificateur 62, ce dernier fournissant un courant de commande à la soupape 19. Les résistances 58, 59 et le condensateur 57 constituent un filtre pour le signal d'erreur de décélération. Le signal qui est fourni à l'amplificateur 62 présente une tension qui est sensible au réglage de l'obturateur d'air du moteur associé, la tension étant appliquée par l'intermédiaire d'une résistance 63. La fonction de référence telle que déterminée par le condensateur 48 et la résistance 50 est une fonction décroissante exponentielle ayant une constante de temps convenablement choisie. Cette fonction n'est pas essentielle, mais on a constaté qu'elle convenait pour la commande de la décélération d'un moteur pendant un changement de vitesse. Elle ne convient pas évidemment pour commander l'accélération du moteur pendant un changement de vitesse, étant donné que pour une telle commande, une fonction croissante devrait etre utilisée. Pendant un changement de vitesse, des écarts de la décélération de l'arbre d'entrée relativement à la référence sont minimisés par la bouole de contre-réaction formée en partie par le circuit décrit. Une décélération excessive du moteur entraîne une réduction de la pression du liquide fourni par la pompe et, par conséquent, une réduction de la force exercée par les éléments de friction.Si d'autre part, le moteur ne décé- 1ère pas assez vite, la pression de fluide augmente et rend plus importante la force qui s'exerce sur les éléments de friction. L'utilisation d'une fonction exponentielle décroissante comme signal de référence est particulièrement utile, étant donné que le temps mis pour ralentir la vitesse de l'arbre d'entrée d'une fraction fixe correspondant au changement de vitesse particulier, est constant,quelle que soit la vitesse à laquelle s'effectue le changement de vitesse. Le circuit qui vient d'être décrit est destiné à intervenir lorsque la vitesse du moteur décroit pendant le changement de vitesse, pour une vitesse de véhicule donnée. La situation qui se produit pendant les changements dans la direction opposée est quelque peu différente, mais il est évident que le principe de l'invention peut être utilisé pour permettre à l'embrayage arrière 15 d'être glissé pendant les changements de vitesse de la troisième à la deuxième ou de la troisième à la première, et pour permettre à la bande avant 16 d'être glissée pendant les changements de la deuxième à la première, de manière à accomplir le changement de vitesse aussi rapidement que possible, sans permettre l'inversion du couple dans la ligne de conduite ainsi que le bruit et la secousse qui en résultent en raison du contrecoup dans le système de transmission. Dans le système décrit à la figure 2, le degré de ralentissement est déterminé par les procédés dits à "boucle ouverte". Ceci est réalisé en programmant les valeurs de la pression de ligne. La pression de ligne détermine le délai entre le commencement du glissement de l'embrayage arrière15etl'application de la courroie avant 16 sur les changements de vitesse de la troisième à la deuxième, en utilisant le dispositif 28 comme accumulateur hydraulique. L'inversion du couple au second synchronisme se produit lorsque la courroie avant 16 devient auto-enroulable. L'augmentation qui en résulte pour la capacité de couple produit une action pratiquement exempte de secousse, de même qu'il en est pour 1 'embrayage à une voie pendant les changements de vitesse de la troisième à la première et de la deuxième à la première. I1 est évident que si des changements de vitesse croissants et décroissants doivent être commandés, un signal ou des signaux seront requis de la commande de déplacement 33 pour permettre à la référence appropriée d'être utilisée. REVENDICATIONS 1.- Système de commande pour transmission automatique de véhicule, la transmission étant du type comprenant une boîte de vitesses à train d'engrenage épicycloSdal à plusieurs vitesses, dont l'arbre d'entrée est connecté au moteur du véhicule par l'in- termédiaire d'un convertisseur de couple ou d'un autre couplage à fluide, au moins certaines parmi les vitesses de la boite de vitesses étant engagées en activant un ou plusieurs éléments de friction actionnables par pression de fluide, la transmission comprenant également une pompe qui fournit le fluide sous pression et un système de commande qui effectue 1'activation de l'élément ou des éléments de friction au moment approprié, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens sensibles au taux de variation de la vitesse de l'arbre d'entrée pendant que s'effectue un changement de vitesse, pour réaliser la commande d'une soupape de régulation de pression qui détermine la pression de sortie de la pompe. 2.- Système de commande selon la revendication le caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un premier circuit électrique pouvant produire une fonction de référence correspondant à un taux prédéterminé de changement de la vitesse de l'arbre d'entrée, un second circuit hydraulique fournissant un signal sensiblement proportionnel à la vitesse du moteur, et un troisième circuit sensible à la différence entre la vitesse réelle et la vitesse théorique de l'arbre d'entrée telle qu'indiquée par la fonction de référence, pour modifier le réglage de ladite soupape. 3.- Système de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier circuit électrique fournit une fonction de référence qui varie en fonction du sens de changement de la vitesse de l'arbre d'entrée. 4.- Système de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier circuit électrique comprend un condensateur et une résistance connectés en parallèle et fournissant une fonction de référence appropriée pour être utilisée pendant les changements de vitesse de la boîte de vitesse'qui correspond à une réduction de la vitesse de l'arbre d'entrée pour une vitesse donnée du véhicule. 5.- Système de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit premier circuit électrique comprend un autre condensateur dont la tension aux bornes est sensiblement proportionnelle à la vitesse de l'arbre d'entrée. 6.- Système de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commutation actionnables manuellement pour transférer la charge entre ledit autre condensateur et ledit premier condensateur à des intervalles déterminés par la vitesse de l'arbre d'entrée, ledit troisième circuit étant sensible au courant passant entre lesdits condensateurs. 70- Système de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de commutation comprennent un transistor. 8.- Système de commande selon l'une des revendications 6 ou. 7, caractérisé en ce qu'il comporte un autre transistor connecté dans un circuit série comprenant lesdits condensateurs et lesdits moyens de commutation. 9.- Système de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit troisième circuit est sensible à la tension aux bornes de ladite autre résistance pendant le transfert de la charge. 10.- Système de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de commutation sont actionnés à une fréquence proportionnelle à la vitesse du moteur. 11.- Système de commande selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un transducteur entraîné par le moteur et produisant un signal alternatif dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse du moteur, des moyens pour dériver un train de signaux carrés d'amplitude sensiblement constante du signal de sortie du transducteur, un troisième condensateur qui est chargé par lesdits moyens lorsque les flancs des signaux de sortie vont dans une direction, un amplificateur qui transfère la charge dudit troisième condensateur audit autre condensateur lorsque lesdits flancs vont dans la direction opposée, lesdits moyens de commutation se fermant pendant les périodes où ledit troisième condensateur est en charge, 12.- Système de commande selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend une résistance connectée en parallèle avec ledit autre condensateur0 13,- Système de commande selon la revendication 11, caractérise en ce que ledit troisième circuit comprend un quatrième condensateur, lesdits moyens destinés à charger ledit condensateur, lesdits moyens comprenant un amplificateur qui est alimenté par le signal apparaissant aux bornes de la résistance dans ledit circuit série, ledit amplificateur fournissant un signal de sortie ayant un niveau continu. 140- Système de commande selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit amortisseur auquel est envoyé le signal de sortie dudit amplificateur, et un condensateur qui est chargé par ledit circuit amortisseur, la tension aux bornes dudit condensateur variant en fonction de la différence entre la décélération de l'arbre d'entrée et la tension de référence aux bornes dudit premier condensateur mentionné.