Brevet FR2464853A1 — publié le 19810320

L'invention concerne une installation de com- mande pour variateur de vitesse continu, notamment pour varia- teur à courroie trapézoïdale ou à bande eni éléments, monté sur véhicule à moteur à combustion interne, le rapport de transmis- sion du variateur étant variable en fonction d'une grandeur de commande dépendant de la charge et de la vitesse de rotation. Dans une installation de commande connue de ce type, une tringlerie est accouplée avec la pédale d'accéléra- teur et fait tourner une came lorsque cette pédale est déplacée, cette came agissant sur un organe de manoeuvre du variateur à commande hydraulique et/ou pneumatique réalisé sous forme de variateur à courroies trapézoïdales avec deux poulies dont le diamètre efficace est variable. De tels variateurs continus sont utilisés, entre autres, pour faire fonctionner le moteur à combustion interne de la façon la plus uniforme possible afin d'obtenir une consommation de carburant optimale. Pour cela, la commande du variateur est agencée pour que dans la mesure du possible le rapport de transmission effectif soit tel que, pour toutes les conditions de fonctionnement du véhicule automobile, le moteur à combustion interne fonctionne à une vitesse de rotation et fournisse un couple optimal pour la condition de fonctionne- ment considérée, c'est-à-dire conduisant à la consommation de carburant relative minimale. Avec l'installation de commande connue, l'adaptation à des types différents de moteurs à combustion interne, présentant des courbes de variations différentes du couple optimal, est difficile. En outre, avec la transmission mécanique de la position de la pédale d'accélérateur, on ne peut pas toujours éviter les erreurs dues aux imprécisions mécaniques de la tringlerie. L'invention a pour but d'éviter ces inconvé- nients et concerne à cet effet une installation du type ci- dessus caractérisée en ce que la grandeur de commande est cons- tituée par un signal produit par un appareil de commande élec- tronique et envoyé sous forme de signal électrique ou de pres- sion d'un fluide sous pression à un organe de manoeuvre du variateur en liaison statique avec un accumulateur sous pres- sion. Par rapport aux réalisations connues, l'instal- 2 2464853 lation conforme à l'invention a pour avantage que le signal utilisé pour la commande directe du variateur peut être obtenu de façon simple et précise en fonction du tracé de la caracté- ristique du moteur considéré et peut être envoyé à un organe de manoeuvre du variateur, sans introduire d'erreurs supplémen- taires, par voie électrique ou à l'aide d'un fluide en écoule- ment, c'est-à-dire par voie hydraulique ou pneumatique. On peut alors utiliser le même appareil de commande pour des véhicules, notamment des véhicules routiers, équipés de moteurs de propul- sion de types différents. Pour cela, l'appareil de commande comporte judicieusement une petite calculatrice, de préférence un microprocesseur. La prise en compte de caractéristiques différentes peut avoir lieu de façon simple par introduction d'un module de mémoire dans la calculatrice, la caractéristique du moteur considéré étant mise en mémoire dans ce module, le cas échéant conjointement avec d'autres données. Des dispositions indiquées dans la suite per- mettent d'obtenir des modes de réalisation avantageux de l'ins- tallation de commande conforme à l'invention. Suivant un mode de réalisation, une soupape de marche à vide est montée à la suite d'une pompe de fluide sous pression, cette soupape coupant, lors du dépassement d'une pression prédéterminée dans l'accumulateur sous pression, la liaison entre la pompe et cet accumulateur, en reliant la pompe à un retour. Lorsque l'accumulateur sous pression est rempli, la pompe peut ainsi refouler directement dans le retour avec une faible puissance de pertes. La soupape de marche à vide n'est ramenée sur le refoulement dans l'accumulateur sous pression que lorsqu'on prélève dans cet accumulateur de l'énergie de pression pour actionner le variateur de vitesse continu, c'est-à-dire lors- que la pression s'abaisse dans l'accumulateur sous pression. La soupape de marche à vide est agencée de façon telle qu'elle présente une hystérésis entre la pression d'ouverture et la pression de coupure. On peut se dispenser de prévoir des organes de palpage mécaniques dans l'installation de commande du variateur en ce que l'appareil de commande est agencé pour produire deux signaux dépendant de la charge et du rapport de transmission, 3 2464853 chacun de ces deux signaux étant prévu pour commander une pres- sion. Avec un agencement approprié, le signal électrique fourni par l'installation de commande peut agir directement sur l'or- gane de manoeuvre du variateur. Dans bien des cas, il est cependant plus simple au point de vue constructif que le signal électrique fourni par l'appareillage de commande soit d'abord converti en un signal de pression, de préférence en un signal de pression hydraulique. Suivant un autre mode de réalisation, il est prévu une soupape commandée pour produire une pression variable du fluide sous pression. Il est ainsi prévu une ou plusieurs soupapes envoyant une pression variable à l'organe de manoeuvre. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 représente un variateur de vitesse à courroie trapézoïdale avec un premier exemple de réalisation de l'installation de commande; - la figure 2 est un schéma par blocs de l'appareil de commande de l'installation de commande suivant l'exemple de la figure 1; - la figure 3 représente un détail de l'appa- reil de commande suivant la figure 4; - la figure 4 représente une variante de l'installation de commande suivant la figure 1. Le variateur de vitesse l à courroie trapézoï- dale représenté sur la figure 1 comporte une première poulie 2 à courroie trapézoïdale entraînée de façon non représentée par le moteur à combustion interne du véhicule automobile. Une seconde poulie à courroie trapézoïdale 4 est entraînée par le première par l'intermédiaire d'une courroie trapézoïdale 3, cette seconde poulie étant reliée aux roues motrices du véhicule d'une façon qui n'est pas représentée. Les deux poulies à courroie trapézoïdale 2 et 4 comportent chacune deux éléments mobiles en direction axiale l'un par rapport à l'autre 7, 8 et 7', 8', ces éléments étant assemblés entre eux solidairement en rotation. Par introduction d'un fluide sous pression, constitué dans l'exemple considéré par un liquide hydraulique, dans une chambre 9, 9', il est possible de déplacer l'élément mobile 8, 8' en direction de l'autre élément 7, 7', de manière à réduire entre les deux éléments 7, 8 et 7', 8' l'intervalle annulaire dans lequel se trouve la courroie trapézoïdale 3. Cette courroie trapézoïdale est ainsi refoulée radialement vers l'extérieur, de telle sorte que le diamètre effectif des poulies est agrandi. Si la pression est réduite dans les chambres 9, 9', la courroie trapézoïdale 3 repousse les deux éléments 7, 8, 71, 8' à l'écart l'un de l'autre, pour autant qu'une tension suffisante agisse sur cette courroie. Le liquide hydraulique est aspiré par une pompe 11 dans un carter 12 à travers un filtre 13. A partir du c'té de refoulement de la pompe 11, le liquide est envoyé, par l'intermédiaire de soupapes qui seront décrites dans la suite, d'une part à un raccord hydraulique 15 de la seconde poulie 4 et, d'autre part, à un raccord hydraulique 25 de la première poulie 2. Le c8té de refoulement de la pompe 11 est relié à l'entrée d'une soupape de marche à vide 45 dont le tiroir est soumis, en opposition à la force d'un ressort 46, à la pression régnant à la sortie de cette soupape. Lorsque cette pression atteint une valeur prédéterminée, la soupape de marche à vide 45 conduit sous pression le liquide hydraulique fourni par la pompe 11, c'est-à-dire qu'elle envoie ce liquide directement dans le retour avec seulement une très faible puissance de pertes de la pompe. A la sortie de la soupape de marche à vide 45 sont encore raccordésun accumulateur sous pression 47 et, en outre, deux soupapes 48 et 49 à trois voies et à trois posi- tions de commande. Suivant leur position de commande, ces soupapes 48, 49 provoquent un accroissement de la pression dans la poulie associée, le maintien de la pression à une valeur constante (comme dans la position de commande représentée sur la figure 1) ou une diminution de cette pression. Dans le premier cas, le raccord correspondant 25, 15 est relié à la sortie de la soupape associée et, par suite, à l'accumulateur sous pression 47. Dans le dernier cas, ce raccord est relié au retour et, par suite, au carter 12. Les entrées des deux soupapes 48 et 49 sont reliées entre elles par une conduite 50 et à l'accumulateur sous pression 47. Les retours sont reliés par une conduite 51 à un raccord allant au carter 12. Les soupa- pes 48 et 49 sont commandées par des signaux électriques fournis 2464853 par un appareil de commande électronique 55. Cet appareil est relié par des conducteurs électriques de sortie distincts 56, 57 aux entrées électriques de commande des soupapes électroma- gnétiques 48 et 49. Un signal de vitesse de rotation de la seconde poulie à courroie trapézoïdale 4, fourni par un capteur de vitesse de rotation 44, est envoyé à l'appareil de commande 55. En outre, comme indiqué, des signaux d'entrée de la position d'un levier sélecteur, non représenté, pour les fonctions du variateur, un signal de charge pouvant 9tre obtenu à partir de la position du papillon d'étranglement ou d'une autre façon appropriée, par exemple à partir de la dépression régnant dans la conduite d'admission d'un carburateur et, enfin, un signal de vitesse de rotation du moteur, sont envoyés à l'appareil de commande 55. On envoie en outre à cet appareil de commande 55 un signal fourni par un capteur de pression 43 et caractérisant la pression qui règne dans la conduite hydrauli- que allant au raccord 15. A partir de ces signaux d'entrée, l'appareil de commande 55 détermine, en tenant compte de la caractéristique de consommation minimale du moteur à combustion interne utilisé et en fonction de la conduite de charge, le rapport de transmission à choisir pour le variateur de vitesse 1 à courroie trapézoïdale. L'appareil de commande 55 actionne alors en conséquence les soupapes électromagnétiques 48 et 49. Par comparaison de vitesses de rotation, on peut déterminer si, et de combien, le rapport de transmission effectif s'écarte encore du rapport de transmission à régler. On a représenté sur la figure 1 les conduites hydrauliques en trait plein. Par contre, on a représenté les conducteurs électriques en trait interrompu. Conformément à la figure 2, l'appareil de com- mande 55 de l'exemple de réalisation suivant la figure 1 com- porte un dispositif 59 de traitement de signaux. On envoie à ce dispositif les signaux de vitesse de rotation de sortie de la seconde poulie à courroie trapézoïdale 4, de vitesse de rotation du moteur, de charge et de position du levier sélec- teur du variateur (par exemple pour sélectionner les positions de marche arrière, de ralenti, de marche lente et de marche rapide). Le dispositif de traitement 59 met ces signaux sous la forme requise pour le traitement ultérieur. Les signaux sont 6 2464853 ensuite envoyés à un microprocesseur 60 relié à une source de tension et à une horloge 61. Les signaux de sortie du micro- processeur 60 sont envoyés à des étages terminaux 62, 63, à partir desquels ils arrivent, amplifiés, aux soupapes 48 et 49. Le microprocesseur 60, qui remplit la fonction d'une calculatrice de rapport de transmission, effectue confor- mément à la figure 3 un calcul d'état réel (condition de fonctionnement du moteur et du variateur) et détermine le rapport de transmission optimal à partir d'une caractéristique de consommation du moteur à combustion interne stockée dans une mémoire 65. Le rapport de transmission effectif et le rapport de transmission optimal sont comparés dans un dispositif comparateur 66 dont le signal de sortie est envoyé à un autre dispositif comparateur 67 dont l'autre entrée reçoit d'autres signaux caractérisant des valeurs limites qui ne doivent pas être dépassées. Ces valeurs limites sont déterminées par une unité 68 donnant des vitesses de rotation maximale et minimale en fonction de grandeurs d'entrée. Cette unité limite en outre, le cas échéant, la manoeuvre du variateuren..fonction de la position du commutateur sélecteur et du commutateur de coupure. Le signal de sortie du dispositif comparateur 67 correspond à la valeur de consigne du rapport de transmission et, à partir de cette valeur de consigne, les signaux nécessaires à la com- mande des soupapes électromagnétiques 48 et 49 sont déterminés dans une calculatrice de pression 69. Lorsqu'un couple élevé doit être transmis, les pressions régnant dans les poulies 2 et 4 pour courroies trapézoïdales sont plus grandes que lorsqu'un faible couple doit être transmis. Sur la figure 1, quelques composants sont encadrés par une ligne en trait mixte. Si ces composants sont remplacés par les composants représentés sur la figure 4, on obtient un autre exemple de réalisation de l'installation de commande conforme à l'invention.-Chacune des soupapes 48, 49 à trois voies et à trois positions de la figure 1 est remplacée par la combinaison d'une soupape 70, 71 avec une soupape à trois voies et deux positions avec une soupape à deux voies et deux positions, comme on le voit sur la figure 4. Dans la position de commande représentée, la pression est maintenue constante dans les poulies 2 et 4 à courroie trapézoïdale parce que les soupapes 72 et 73 sont fermées. Si ces soupapes se 7 2464853 trouvent dans l'autre position de commande, la pression régnant dans les chambres 9 et 9' peut être augmentée ou réduite en fonction de la position des soupapes 70 et 71. Toutes les soupapes 70 à 73 sont réalisées sous forme de soupapes électro- magnétiques et sont commandées par des signaux électriques fournis par l'appareil de commande 55. Dans cet exemple de réalisation, par différence avec la figure 1, l'appareil de commande 55 est agencé pour convenir à la commande de quatre soupapes au lieu de deux soupapes. Les signaux d'entrée de l'appareil de commande sont cependant les mêmes que dans le cas de la figure 1. L'invention n'est pas limitée aux variateurs de vitesse à courroie trapézoïdale. Elle peut au contraire 8tre appliquée à d'autres variateurs de vitesse continus, notamment des types dans lesquels sont prévues des poulies ou des roues à diamètre efficace variable, par exemple également à des variateurs de vitesse continus à bandes en éléments. 8 2464853 R E V E N D I C A T I 0 N S ) Installation de commande pour variateur de vitesse continu, notamment pour variateur (1) à courroie trapé- zoldale (3) ou à bande en éléments, monté sur véhicule à moteur à combustion interne, le rapport dé transmission du variateur étant variable en fonction d'une grandeur de commande dépendant de la charge et de la vitesse de rotation, installation caracté- risée en ce que la grandeur de commande est constituée par un signal produit par un appareil de commande électronique (55) et envoyé sous forme de signal électrique ou de pression d'un fluide sous pression à un organe de manoeuvre (48, 49; 70, 71, 72, 73) du variateur (1) en liaison statique avec un accumula- teur sous pression (47). ) Installation de commande selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce qu'une soupape de marche à vide (45) est montée à la suite d'une pompe (11) de fluide sous pression, cette soupape coupant, lors du dépassement d'une pression prédéterminée dans l'accumulateur sous pression (47), la liaison entre la pompe (11) et cet accumulateur, en reliant la pompe à un retour. ) Installation de commande pour variateur de vitesse continu comportant deux poulies à diamètre efficace variable, notamment des poulies réglables à courroie trapézol- dale, installation caractérisée en ce que l'appareil de com- mande (55) est agencé pour produire deux signaux dépendant de la charge et du rapport de transmission, chacun de ces deux signaux étant prévu pour commander une pression. ) Installation de commande selon l'une quel- conque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'est prévue prévu une soupape commandée (48, 49; 70, 71, 72, 73) pour produire une pression variable du fluide sous pression. ) Installation de commande selon la revendi- cation 4, caractérisée en ce qu'un capteur de pression (43) est prévu pour déterminer la pression du fluide sous pression en un emplacement approprié, ce capteur étant relié à l'appareil de commande. ) Installation de commande selon l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'une soupape à deux voies et à deux positions (72, 73) est prévue pour commander chacune des poulies (2, 4) à courroie trapézoïdale du variateur (1), les entrées de ces soupapes étant respective- ment reliées à la sortie d'une soupape à trois voies et à deux positions (70, 71). ) Installation de commande selon l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisée ence que pour commander les deux poulies (2, 4) à courroie trapézoïdale du variateur (1) , est prévue pour chacune une soupape à trois voies et à trois positions (48, 49), les entrées de ces soupa- pes étant reliées conjointement au c8té de refoulement d'une pompe (11) et leurs sorties étant reliées conjointement au c8té d'aspiration de cette pompe. ) Installation de commande selon l'une quel- conque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'appa- reil de commande contient une mémoire de caractéristique (65) pour la caractéristique de consommation optimale du moteur à combustion interne utilisé, cet appareil étant agencé pour commander le rapport de transmission dans le sens de la réduc- tion à une valeur minimale de la consommation de carburant.