Brevet FR2529625A1 — publié le 19840106

La présente invention se rapporte à un dis- positif d'accélération du réchauffage pour des trans- missions automatiques du type possédant un convertis- seur de couple, une conduite d'admission reliant l'admission d'huile dudit convertisseur de couple à la sortie d'une pompe hydraulique actionnée par un moteur, et une conduite de sortie reliant la sortie d'huile du convertisseur de couple et un réservoir d'huile, cette conduite de sortie comprenant un refroi- disseur d'huile. Dans un véhicule comportant une transmission automatique de ce type, une chaleur importante est - produite dans le convertisseur de couple par des glis- sements dans celui-ci, et l'huile sortant du convertis- seur de couple est donc refroidie par un refroidisseur d'huile et renvoyée dans un réservoir d'huile, direc- tement ou après être passée par les principales parties lubrifiantes de la transmission automatique Ce système fonctionne sans problème dans des conditions normales d'utilisation mais présente les inconvénients suivants auxquels il faut remédier, dans le cas de l'utilisation immédiatement après le démarrage du moteur dans une région froide. Précisément, la température de l'huile ne s'élève pas suffisamment pendant une période de plu- sieurs minutes après le démarrage du moteur, et l'huile présente une viscosité élevée qui augmente les résis- tances de glissement, ce qui se traduit par une perte de puissance et par une élévation de la consommation de carburant Ceci s'applique également aux parties en caoutchouc des joints d'huile utilisés pour maintenir des joints étanches à l'huile sur toutes les parties tournantes: les parties en caoutchouc des joints d'huile, à basse température, augmentent la résistance au glissement. Dans les régions froides, on constate sou- vent que cet état défavorable dure plus de dix minu- tes Une tendance courante consiste à utiliser les convertisseurs de couple des transmissions automati- ques en"liaison directe" pour réduire la consommation de carburant Pour des transmissions automatiques de ce type, la chaleur dégagée par le convertisseur de couple est si faible que le problème décrit ci- dessus est sérieux, et par conséquent il existe une demande pour des méthodes appropriées d'accélération du réchauffage des transmissions automatiques. Les mécanismes de liaison directe du conver- tisseur de couple se répartissent grossièrement entre deux types: un premier type dans lequel la commande est réalisée en utilisant la pression interne du convertisseur de couple, et un second type dans lequel la commande est réalisée par la différence de pression entre la pression interne du convertisseur de couple et une pression hydraulique fournie séparément Pour chacun de ces types, la pression interne du conver- tisseur de couple est un facteur important pour déter- miner la puissance de mise en oeuvre du mécanisme de liaison directe De ce point de vue, il est nécessaire que la pression interne du convertisseur de couple soit aussi indépendante que possible de l'influence d'autres facteurs Dans les transmissions automatiques conventionnelles, cependant, et particulièrement celles utilisées dans des régions froides, la résistance con- tre l'écoulement d'huile augmente lorsque la tempéra- ture de l'huile baisse, dans le refroidisseur d'huile situé en aval du convertisseur de couple et dans les autres conduits ou tuyaux associés aux organes de lubrification Par conséquent, la pression interne du convertisseur de couple augmente et compromet la réa- lisation des objectifs de la conception initiale de la transmission automatique. Dans ces circonstances, le but essentiel de la présente invention est de fournir un dispositif d'accélération du réchauffage pour des transmissions automatiques, caractérisé en ce qu'une conduite de dé- rivation est branchée sur la conduite de sortie du convertisseur de couple en aval du refroidisseur d'huile, la conduite de dérivation étant adaptée pour s'ouvrir pendant le réchauffage pour permettre à tou- te ou une partie de l'huile rejetée par le convertis- seur de couple de retourner directement au réservoir d'huile en évitant le refroidisseur d'huile, de maniè- re à ce que la chaleur générée par le convertisseur de couple soit recueillie efficacement pour accélérer le réchauffage de la transmission automatique. D'autres buts,caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront d'ailleurs à la description qui suit des modes de réalisation pré- férés donnés ci-après en référence aux dessins an- nexés dans lesquels: -La figure 1 représente une première réali- sation de l'invention, en coupe verticale, avec son circuit hydraulique; La figure 2 représente la caractéristique de la pression interne d'un convertisseur de couple inclus dans la première réalisation; -La figure 3 représente une partie d'une se- conde réalisation de l'invention; -La figure 4 représente une partie d'une troisième réalisation de l'invention; -La figure 5 représente une- partie d'une quatrième réalisation de l'invention. En référence à la figure 1 représentant une première réalisation de l'invention, une pompe hydrau- lique 1 actionnée par un moteur ( non figuré) aspire de l'huile dans un réservoir d'huile 2 et la fournit à une commande de transmission 4, après une régulation de pression effectuée par une soupape de régulation 3. Cette commande de transmission 4 est conçue pour ef- fectuer un changement de vitesse d'une transmission auxiliaire à engrenages reliée à la sortie d'un con- vertisseur de couple T qui sera présenté plus bas. Une partie de l'huile venant de la pompe hydraulique 1 est fournie au convertisseur de couple T à travers une conduite d'admission d'huile 6 possédant un orifice 5. L'huile prélevée par la soupape de régula- tion 3 est envoyée à différentes parties de la trans- mission automatique nécessitant une lubrification par une conduite 8, après réduction de pression par une soupape de régulation de pression 7. Le convertisseur de couple T possède une roue de pompe à ailettes 9 reliée à l'arbre de sortie ( non figuré) du moteur, une roue de turbine à ailet- tes 10 reliée à l'arbre d'entrée ( non figuré) de la transmission auxiliaire à engrenages, et une roue sta- tor à ailettes 11 disposée entre les roues 9 et 10 et supportée au moyen d'un embrayage par l'arbre d'entrée de la transmission auxiliaire à engrenages. Comme on le sait, le couple moteur transmis par le moteur à la roue de pompe à ailettes 9 est fourni par le mouvement du fluide à la roue de turbi- ne à ailettes 10 La force de réaction provoquée par une amplification du couple pendant la transmission du couple entre la roue de pompe à ailettes 9 et la roue de turbine à ailettes 10 est restée par la roue stator à ailettes 11. La force de réaction du stator agit, sur un ressort de régulation de pression 13 de la soupape de régulation 3 par un bras 12 de telle manière que la pression de la ligne, c'est-à-dire la pression hydrau- lique agissant sur la commande de transmission 4, soit ajustée en fonction de la force de réaction reçue par la roue stator à ailettes Il Par conséquent, pendant l'amplification du couple, la pression de la ligne est augmentée pour élever le flux d'huile dans le convertisseur de couple T, et l'efficacité de re- froidissement du convertisseur de couple T augmente. Un mécanisme de liaison directe D est dispo- sé entre la roue de pompe à ailettes 9 et la roue de turbine à ailettes 10 Le mécanisme de liaison direc- te D de la réalisation présentée possède un anneau extérieur 14 fixé à la roue de pompe à ailettes 9 et possédant une surface périphérique interne conique d'enclenchement 14 a, un anneau intérieur 15 relié de manière à pouvoir glisser axialement à la roue de tur- bine à ailettes 10 et possédant une surface périphéri- que externe d'enclenchement 15 a s'adaptant avec la surface d'enclenchement 14 a, plusieurs rouleaux d'en- clenchement 17 disposés entre les deux anneaux 14 et et maintenus alignés par la cage 16 à une inclinai- son par rapport à l'axe de rotation du convertisseur de couple T, un piston 18 constitué à une extrémité de l'anneau 15, et un cylindre hydraulique 19 constitué dans la roue de turbine à ailettes 10 pour recevoir le piston 18 Ce cylindre hydraulique 19 reçoit la pres- sion de la ligne par la commande de transmission 4 et une conduite 20 selon des conditions de fonctionnement prédéterminées Lorsque le cylindre hydraulique 19 re- çoit une pression de ligne plus élevée que la pression interne du convertisseur de couple T, le piston 18 se déplace et met les rouleaux d'enclenchement 17 en con- tact avec les surfaces d'enclenchement 14 a et 15 a. La rotation relative entre l'anneau intérieur 15 et l'anneau extérieur 14 fait se déplacer les rouleaux d'enclenchement 17 dans la partie intérieure des sur- faces d'enclenchement 14 a et 15 a, et une liaison de transmission de couple s'établit entre les reux surfa- ces d'enclenchement 14 a et 15 a En conséquence D le couple est transmis mécaniquement de l'anneau extérieur 14 à l'anneau intérieur 15, c'est-àdire de la roue de pompe à ailettes 9 à la roue de turbine à ailettes 10. Ainsi, ce mécanisme de liaison directe est du type dans lequel la force de liaison est déterminée par la différence entre la pression de ligne et la pression interne du convertisseur de couple T Quand ce mécanis- me de liaison directe est en fonction, il n'y a pas de perte sensible par glissement dans le convertisseur de couple T, et par conséquent la chaleur produite dans le convertisseur de couple T est sensiblement nulle. La conduite de sortie d'huile 21 du conver- tisseur de couple T possède un refroidisseur d'huile 23 disposé dans un radiateur 22 du moteur L'huile re- jetée par le convertisseur de couple T est renvoyée directement au réservoir d'huile 2 après refroidisse- ment par le refroidisseur d'huile 23, ou bien envoyée dans les parties nécessitant une lubrification puis renvoyée au réservoir d'huile 2 Dans les figures, l'orifice 24 représente la résistance au flux d'huile de toutes les conduites. La conduite de sortie 21 est équipée d'une conduite de dérivation 25 évitant le refroidisseur d'huile 23 et conduisant au réservoir d'huile 2 Une soupape de dérivation 26 est disposée à la jonction des conduites 21 et 25. La soupape de dérivation 26 est du type à reponse de pression, possédant un piston plongeur 28 qui reçoit à son extrémité avant la pression de sortie du convertisseur de couple T et à son extrémité arriè- re la pression d'un ressort 27 Le piston plongeur 28 ouvre et ferme la conduite de sortie 21 lorsque la pression de sortie du convertisseur de couple T s'é- tablit à un premier niveau et ouvre et ferme la con- duite de dérivation 25 lorsque la pression de sortie s'établit à un second niveau plus élevé que le premier. Le fonctionnement de cette réalisation est expliqué ci-dessous. Immédiatement après le démarrage du moteur dans une région froide, la température de l'eau de refroidissement dans le radiateur 22 est pratiquement celle de l'air ambiant De plus, l'huile dans toutes les parties est froide et présente une viscosité éle- vée En conséquence, une chute de pression considéra- ble se produit à travers l'orifice 24 qui représente une résistance dans toutes les parties de la conduite de sortie 21 En conséquence, le piston plongeur 28 de la soupape de dérivation 26 se retire plus loin ( vers la droite sur les figures) que la position re- présentée et ouvre la soupape de dérivation 25 pour prélever une partie de l'huile de la conduite de sor- tie 21 du convertisseur de couple T vers la conduite de dérivation 25 En conséquence, le flux d'huile à travers l'orifice 24 diminue La chute de pression à travers l'orifice 24 diminue donc à un niveau corres- pondant au degré d'ouverture de la conduite de dériva- tion 25 Par conséquent, pourvu que la constante de raideur du ressort 27 dans la soupape de dérivation 26 soit choisie suffisamment basse, la chute de pres- sion à travers l'orifice 24 peut-être maintenue sensi- blement constante. Une certaine quantité d'huile coule à tra- vers l'orifice 24 même dans cet état, et aucun problè- me de lubrification ne se pose même si le circuit d'huile est disposé pour fournir l'huile aux parties nécessitant une lubrification à partir du refroidis- seur d'huile 23 Dans ce cas, cependant, le flux d'huile à travers le refroidisseur d'huile 23 est très faible et le fonctionnement du refroidisseur d'huile 23 est pratiquement suspendu pour accélérer le re-. chauffage. Lorsque la température de-l'huile augmente avec le processus de réchauffage, la viscosité de l'huile baisse et la différence de pression entre les côtés amont et aval de l'étranglement 24 se réduit, de telle manière que le degré d'ouverture de la con- duite de dérivation 25 se réduit pour élever le flux d'huile dans le refroidisseur d'huile 23 Finalement, la conduite de dérivation d'huile 25 est fermée et toute l'huile du convertisseur de couple T coule à travers le refroidisseur d'huile 23. Il est à noter que l'orifice 24, disposé dans la transmission automatique, est réchauffé assez rapidement après le démarrage du moteur, et qu'il y a donc une période transitoire pendant laquelle la- quantité d'huile passant à travers l'orifice 24 est très importante Durant cette période transitoire, si le système ne comporte pas la conduite de dérivation , la pression interne du convertisseur de couple T augmente jusqu'au même niveau que la pression de ligne à cause de l'orifice 24 Dans ce cas, dans le mécanis- me de liaison directe de la réalisation présentée, le piston 18 ne se déplace pas même si la pression de li- gne est introduite dans le cylindre hydraulique 19, et le mécanisme D ne fournit pas la liaison directe dési- rée Par conséquent, la conduite de dérivation 25 et la soupape de dérivation 26 présentent l'avantage de rendre str le fonctionnement du mécanisme de liaison directe D pendant le réchauffage, en plus de l'accé- lération du réchauffage. Après le réchauffage, l'eau de refroidisse- ment du moteur dans le radiateur 22 s'est réchauffée à un niveau dépassant un niveau prédéterminé et l'hui- le passant par le refroidisseur d'huile doit être ré- chauffée pour présenter une viscosité plus basse, de manière à ce que la chute de pression à travers l'ori- fice 24 soit-négligeable En conséquence, le piston plongeur 28 dans la soupape de dérivation 26 est dé- placé vers l'avant (vers la gauche sur les figures) pour réduire le degré d'ouverture de la conduite de dérivation 25 et maintenir la pression interne du con- vertisseur de couple à un niveau constant Il est donc possible de commander librement la force de liaison dans le mécanisme de liaison directe D en réponse à la pression hydraulique introduite dans le cylindre hydraulique 19 Lorsque le moteur s'arrête de fonction- ner, le piston plongeur 28 de la soupape de dérivation 26 se déplace plus loin vers l'avant et ferme non seu- lement la conduite de dérivation 25 mais aussi la con- duite de sortie 21 complètement, pour retenir l'huile à l'intérieur du convertisseur de couple T Sur la figure 2, la ligne en trait plein re- présente la variation de la pression interne du con- vertisseur de couple T avec la température, et la li- gne en trait tireté représente la chute de pression qui se produirait sans la conduite de dérivation d'huile 25 Comme on le voit sur la ligne en trait plein, l'échelon de niveau de pression entre les pressions internes Tl et T 2 du convertisseur de couple T dépend de la constante de raideur du ressort 27 lorsque la conduite de dérivation 25 est fermée La hauteur de cet échelon sera petite si la constante de raideur du res- sort 27 est suffisamment basse. La figure 3 représente une seconde réalisa- tion de l'invention qui diffère de la première rëalisa- tion en ce qu'une soupape de dérivation 126 du type à réponse en température est utilisée au lieu de la sou- pape de dérivation 26 & réponse en pression de la pre- mière réalisation, et qu'une soupape d'arrêt 29 est disposée sur la conduite de sortie 21 en amont de la soupape de dérivation 126 Les autres parties sont i- dentiques à celles de la première réalisation et ne sont donc pas figurées La soupape de dérivation 126 possède un tiroir 30 conçu pour mettre en communica- tion la partie amont 21 a de la conduite de sortie 21 avec la partie aval 21 b ou la conduite de dérivation sélectivement Un bilame 33 est fixé à son extrémi- té de base au corps 31 de la transmission au moyen d'une vis 32 et à son extrémité libre à une extrémité du tiroir 30 Le bilame 33 peut être remplacé par un organe sensible à la température de type "à la cire". Lorsque la température ambiante du bilame 33 est assez élevée, le bilame 33 prend la position il- lustrée par la ligne en trait plein et mène le tiroir vers la gauche, gardant ainsi la conduite de sortie 21 dans son état normal et fermant la conduite de dé- rivation 25 Cependant, lorsque la température est bas- se, le bilame 33 s'incline dans la position figurée en trait pointillé et tire le tiroir 30 vers sa droite, fermant la partie aval 21 b de la conduite de sortie 21 et mettant sa partie amont 21 a en communication avec la conduite de dérivation 25 Par conséquent, pendant le réchauffage de la transmission, toute l'huile ve- nant du convertisseur de couple T est renvoyée au ré- servoir d'huile 2 à travers la conduite de dérivation et ne coule jamais à travers le refroidisseur d'huile 23 Il est ainsi possible de maximiser l'effet de l'ac- célération du réchauffage Ensuite, lorsque la pres- sion hydraulique dans le convertisseur de couple T di- minue après l'arrêt du mcteur, la soupape d'arrêt 29 se ferme pour éviter que l'huile ne s'échappe du con- vert Lisseur de couple T La figure 4 représente une troisième réalisa- tion de l'invention qui diffère de la première en ce que la soupape de dérivation 26 de la première réali- sation est remplacée par une soupape de dérivation 226 actionnée par un solénoide disposée dans la conduite de dérivation 26 et qu'une soupape d'arrêt 34 est dis- posée dans une partie de la conduite de sortie 21 si- tuée en amont de la partie o la conduite de dériva- il tion 25 se branche sur la conduite de sortie 21 Les autres parties sont identiques à celles de la première réalisation et ne sont donc pas figurées La soupape de dérivation 226 possède un piston plongeur 35 conçu pour ouvrir et fermer la conduite de dérivation 25. Le piston plongeur 35 comporte à une de ses extrémités un ressort 36 qui pousse le piston plongeur 35 dans la direction de la fermeture L'autre extrémité du piston plongeur 35 est reliée à une tige de commande 38 con- çue pour actionner le piston plongeur 35 dans la di- rection de l'ouverture sous l'effet d'une force élec- tromagnétique produite par un solénoide 37 La puis- sance fournie au solénoïde 37 est contrôlée par un circuit de commande 40 en fonction d'un signal venant d'un capteur de température d'eau 39 monté dans le radiateur 22. Lorsque la température de l'eau dans le ra- diateur 22 est plus faible qu'une température prédé- terminée, le capteur de température d'eau 39 produit un signal de faible niveau qui fait activer le solé- noîde 37 par le circuit de commande 40 En conséquen- ce, le piston plongeur 35 est déplacé vers la gauche par la tige de commande 38 et ouvre la conduite de dérivation 25 Par conséquent, la plus grande partie de l'huile venant du convertisseur de couple T est renvoyée au réservoir d'huile 2 à travers la conduite de dérivation 25 en évitant le refroidisseur d'huile 23 à-cause de la résistance au flux de la conduite 21, c'est-à-dire de la présence de l'orifice 24 mention- né plus haut, et toutes les parties de la transmission se réchauffent plus rapidement Lorsque la température de l'eau dans le radiateur 22 s'élève au-dessus d'un niveau prédéterminé, le capteur de température d'eau 39 produit un signal de haut niveau Sur réception de ce signal, le circuit de commande 40 désactive le soléno Yde 37, et le piston plongeur 35 est déplacé vers la droite par la force du ressort 36 et ferme la conduite de dérivation 25 La soupape d'arrêt 34 rem- plit la même fonction que la soupape d'arrêt 29 de la seconde réalisation. La figure 5 représente une quatrième réali- sation de l'invention, dans laquelle une soupape de dérivation 326 du type à réponse de pression est dis- posée dans une partie intermédiaire de la conduite de îO dérivation 25 et une soupape d'arrêt 41 est disposée sur la conduite de sortie 21 en aval de la partie o la conduite de dérivation 25 se branche sur la condui- te de sortie 21 Les autres parties sont identiques à celles de la première réalisation et ne sont donc pas représentées sur la figure La soupape de dériva- tion 326 possède un piston plongeur 42 capable d'ou- * vrir et fermer la conduite de dérivation 25 Le piston plongeur 42 est poussé dans la direction de la ferme- ture par un ressort 43 dont la tension initiale est telle que le piston plongeur 42 est positionné pour ouvrir la conduite de dérivation lorsque la pression Pl indiquée sur la figure 2 est atteinte La soupape de dérivation 326 est normalement fermée Cependant, lorsque la température de l'huile est basse, la chute de pression à travers l'orifice 24 dans la conduite de sortie 21 est grande à cause d'une viscosité élevée de l'huile Et si la pression à l'entrée de la con- duite de dérivation 25 augmente jusqu'à dépasser la pression Pl, le piston plongeur 42 est repoussé pour ouvrir la conduite de dérivation 25 Dans ce cas, par conséquent, le réchauffage de toutes les parties de la transmission est accéléré par le passage de la plus grande partie de l'huile du convertisseur de couple T à travers la conduite de dérivation 25. Comme décrit ci-dessus, la présente inven- tion fournit un dispositif d'accélération du réchauf- fage pour transmission automatique, possédant une con- duite de dérivation branchée sur la conduite de sortie en amont du refroidisseur d'huile et menant au réser- voir d'huile, et une soupape de dérivation associée à la conduite de dérivation pouvant ouvrir la conduite de dérivation pendant le réchauffage de la transmis- sion automatique. Pendant le réchauffage, tout ou partie de l'huile rejetée par le convertisseur de couple est renvoyée au réservoir d'huile en évitant le refroidis- seurd'huile, si bien que la chaleur produite par le convertisseur de couple est délivrée à l'huile rejetée, et par conséquent à toutes les parties de la trans- mission automatique o circule cette huile rejetée. En conséquence, conformément à l'invention, il est possible d'accélérer remarquablement le réchauffage de la transmission pour diminuer avantageusement la consommation de carburant. Bien que l'invention ait été décrite en termes spécifiques, il est à noter que les réalisa- tions décrites ne sont pas exclusives et que des chan- gements ou modifications diverses peuvent leur être apportées sans sortir ni du cadre ni de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dans une transmission automatique possè- dant un convertisseur de couple T, une conduite d'en- trée reliant une conduite d'entrée dudit convertisseur de couple avec la sortie d'une pompe hydraulique 1 actionnée par un moteur, et une conduite de sortie 21 reliant une conduite de sortie dudit convertisseur de couple avec un réservoir d'huile 2, ladite conduite de sortie étant équipée dans sa partie intermédiaire d'un refroidisseur d'huile 23, un dispositif d'accélé- ration du réchauffage pour ladite transmission automa- tique caractérisé en ce qu'il comprend: une conduite de dérivation branchée sur ladite conduite de sortie en amont du refroidisseur d'huile et menant au réser- voir d'huile 2; et une soupape de dérivation 26 asso- ciée à ladite conduite de dérivation et pouvant ouvrir ladite conduite de dérivation 25 pendant le réchauffage de la transmission automatique. 2 Un dispositif de réchauffage pour trans- mission automatique selon la revendication 1, dans lequel ladite soupape de dérivation est une soupape du type à réponse de pression pouvant ouvrir ladite conduite de dérivation en réponse à une augmentation de pression dans ladite conduite de sortie provoquée par une augmentation de la viscosité de l'huile rejetée par le convertisseur de couple. 3 Un dispositif d'accélération du réchauf- fage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite soupape de dérivation est une soupape du type à réponse de pression pouvant ouvrir et fermer ladite conduite de sortie lorsque la pression dans ladite conduite de sortie s'établit à un premier niveau et pouvant ouvrir et fermer ladite conduite de dériva- tion lorsque ladite pression dans ladite conduite de sortie s'établit à un second niveau. 4 Un dispositif d'accélération du réchauf- fage pour transmission automatique selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que, ladite soupape de dé- rivation est une soupape du type à réponse en-tempéra- ture possédant un organe sensible à la température et pouvant ouvrir ladite conduite de dérivation lorsque la température ambiante descend audessous d'un ni- veau prédéterminé. Un dispositif d'accélération du réchauf- fage pour transmission automatique selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que ladite soupape de dé- rivation est une soupape actionnée par un solénoïde pouvant ouvrir et fermer ladite conduite de dérivation en-réponse à unsignal électrique produit par un capteur de température d'eau disposé sur ledit refroi- disseur d'huile lorsque la température dans ledit refroidisseur d'huile descend au-dessous d'un niveau prédéterminé.