Brevet FR2551520A1 — publié le 19850308

i C 25515 La présente invention est relative à un dispositif pour commander par voie électronique le rapport d'une transmission à courroie, à variation continue, pour un véhicule. Un dispositif de commande pour une telle transmission à variation continue est décrit dans US-A-4152947. Une transmission à courroie, à variation continue, comprend une courroie sans fin qui passe sur une poulie primaire et sur une poulie secondaire Chaque poulie com10 prend un disque mobile qui est déplacé axialement au moyen d'un dispositif asservi actionné par un fluide, de manière à faire varier le diamètre actif de la courroie sur les poulies en fonction des conditions de conduite Le dispositif comporte une vanne régulatrice de pression d'huile 15 et une vanne de commande du rapport de la transmission. Chaque vanne comprend un tiroir pour commander le passage de l'huile par déplacement du tiroir. La poulie primaire comporte un générateur de pression de Pitot p Dourproduire une pression de Pitot en fonction de la vitesse du moteur La pression de Pitot est appliquée à une extrémité axiale du tiroir de chaque vanne pour solliciter ce tiroir Par ailleurs, le rapport réel de la transmission est détecté par la position axiale du disque conique mobile de la poulie primaire qui représente 25 le diamètre actif de la courroie sur cette poulie La position du disque conique mobile est transmise à l'autre extrémité axiale du tiroir de la vanne régulatrice de pression De plus, la pression dans le collecteur du moteur est appliquée à l'autre extrémité axiale du tiroir de la vanne de commande du rapport par l'intermédiaire d'un dispositif d'actionnement à dépression afin de commander le rapport de la transmission Du fait que le système classique de commande comprend différents dispositifs mécaniques, sa construction est très compliquée De plus, la pression de Pitot augmente suivant une courbe du second degré avec l'augmentation de la vitesse du moteur En conséquence il est difficile de commander exactement le rapport de la transmission dans une plage de faibles vitesses du moteur. En outre, la pression du collecteur varie également suivant une courbe du second degré avec la variation du degré d'ouverture d'un papillon des gaz du moteur Cependant, le fonctionnement de la commande ne peut pas être assuré de façon appropriée aux vitesses élevées du moteur De plus, 10 les caractéristiques des signaux représentatifs de la vitesse du moteur, de la dépression au collecteur et du rapport de transmission de la poulie sont déterminées sans précision suivant les conditions de fonctionnement du moteur et ne peuvent être corrigées en fonction des diffé15 rentes conditions de conduite du véhicule. Le but de l'invention est de fournir un dispositif de commande du rapport de la transmission qui comporte des capteurs pour détecter les conditions de conduite du véhicule et pour produire des signaux électriques, et des 20 vannes de commande pour commander la pression du fluide et le rapport de la transmission en fonction des signaux électriques, grâce à quoi le dispositif présente une construction simplifiée et permet d'obtenir une commande précise. Suivant l'invention il est prévu un dispositif pour commander le rapport de transmission d'une transmission à variation continue pour un moteur monté sur un véhicule, comportant une poulie primaire ayant un disque pouvant être déplacé par voie hydraulique et un cylindre 30 hydraulique pour actionner ce disque, une poulie secondaire ayant un disque pouvant être déplacé par voie hydraulique et un cylindre hydraulique pour actionner ce disque, et une courroie engagée en prise avec les deux poulies, et un circuit hydraulique. Le dispositif comprend en outre une vanne de commande du rapport de la transmission pour commander la 255 1 520 quantité de fluide qui est appliquée audit cylindre hydraulique de la poulie primaire et pour déplacer le disque de cette poulie; des moyens pour détecter les conditions de fonctionnement du moteur et pour produire des signaux électriques; un ensemble électrique de commande sensible auxdits signaux électriques pour produire des signaux de commande; et une première électrovanne sensible auxdits signaux de commande afin de commander la vanne de commande du rapport de la transmission de manière à commander ce 10 rapport au moyen desdites poulies. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel: la Fig l est un schéma d'une transmission à variation continue à courroie utilisée avec un dispositif de commande suivant l'invention; la Fig 2 est un schéma d'un dispositif de commande de la transmission suivant l'invention; la Fig 3 est un schéma synoptique d'un ensemble de commande suivant l'invention; les Fig 4 a et 4 b sont respectivement un schéma synoptique de circulation de la commande de la pression de ligne et un diagramme montrant une caractéristique de la 25 commande; les Fig 5 a à 5 d montrent un schéma synoptique de la commande du rapport de la transmission et des diagrammes montrant les caractéristiques de la commande; les Fig 6 a et 6 b montrent un schéma synoptique 30 de la compensation à basse température et un diagramme d'une caractéristique decelle-ci; les Fig 7 a à 7 c montrent des schémas synoptiques de la compensation de l'accélération et un diagramme faisant apparaître une caractéristique de celle-ci; la Fig 8 est un schéma synoptique de la compensation en décélération. En se référant à la Fig l, une transmission automatique à variation continue, à courroie, pour un véhicule, auquel l'invention est appliquée, comprend un embrayage électromagnétique 1 à poudre, une transmission 2 à variation continue et à courroie, un sélecteur 3, un dispositif 4 à poulies et courroie, un réducteur final 5 et une section 6 de commande de l'huile sous pression. Un vilebrequin 7 d'un moteur (non représenté) est relié à un organe menant annulaire 9 par l'intermédiai10 re d'un plateau d'entrainement 9 a de l'embrayage électromagnétique à poudre 1 L'embrayage 1 comprend un organe mené 11, un bobinage d'aimantation 8 prévu dans l'organe menant 9 La périphérie externe de l'organe mené ll est espacée de la périphérie interne de l'organe menant 9 d'un intervalle 12, et une chambre 13 à poudre est délimitée entre l'organe menant 9 et l'organe mené 11 La chambre 13 est remplie d'une poudre d'une matière aimantable L'organe mené 11 est calé sur un arbre d'entrée 10 de la transmission à courroie Un support 14 fixé sur PO l'organe menant 9 porte des bagues 15 qui sont connectées électriquement au bobinage 8 Le bobinage 8 est alimenté par l'intermédiaire de balais 16 et des bagues 15 par un courant provenant d'un circuit de commande pour l'embrayage électromagnétique à poudre. Lorsque le bobinage d'aimantation 8 est excité par le courant d'embrayage, l'organe menant 9 est aimanté pour produire un flux magnétique traversant l'organe mené 11 La poudre aimantable est agglomérée dans l'intervalle 12 par le flux magnétique et l'organe mené 11 est engagé 30 par la poudre en prise avec l'organe menant 9 Par ailleurs, lorsque le courant d'embrayage est coupé, les organes menant et mené 9 et 11 sont désaccouplés l'un de l'autre. Dans la transmission 2, le sélecteur 3 est prévu 35 entre l'arbre d'entrée 10 et un arbre principal 17 L'arbre 17 est cylindrique et est co-axial à l'arbre d'entrée Le sélecteur 3 comprend un pignon menant 18 solidaire de l'arbre 10, un pignon 19 de marche arrière monté rotatif sur l'arbre principal 17, et un synchroniseur 22 monté sur l'arbre 17 Le pignon menant 18 engrène avec l'une de plusieurs roues dentées d'un compteur 20 Une autre roue du compteur 20 engrène avec un pignon fou 21 qui à son tour engrène avec le pignon mené 19. Le synchroniseur 22 présente un mécanisme bien connu et comprend un moyeu fixé sur l'arbre 17, et un 10 manchon de synchroniseur engagé à coulissement avec le moyeu au moyen de cannelures Le manchon de synchroniseur est adapté pour coopérer avec des cannelures du pignon menant 18 ou avec des cannelures du pignon mené 19. Dans une position de point mort (rapport N) d'un 15 levier de sélection (non représenté), le synchroniseur 22 ne coopère avec aucun pignon de sorte que l'arbre 17 n'est pas relié à l'arbre d'entrée 10 Lorsque le synchroniseur est engagé en prise avec le pignon 18, l'arbre d'entrée 10 est relié à l'arbre principal 17 par l'intermédiaire 20 du synchroniseur afin d'assurer une position d'entrainement (rapport D). Lorsque le synchroniseur est engagé en prise avec le pignon 19, l'arbre 10 d'entrée est relié à l'arbre 17 par l'intermédiaire des pignons 18, 20, 21 et 19 pour 25 assurer une position de marche arrière (rapport R). L'arbre 17 comporte un passage axial dans lequel est monté un arbre 36 d'entrainement d'une pompe à huile, qui est relié au vilebrequin 7 Un arbre de sortie 23 est prévu en parallèle avec l'arbre principal 17 Une poulie 30 primaire 24 et une poulie secondaire 25 sont montées sur les arbres 17 et 23 Un disque conique fixe 24 b de la poulie primaire 24 est solidaire de l'arbre 17 et un disque conique mobile axialement 24 a est monté coulissant axialement sur l'arbre 17 Le disque conique mobile 24 a cou35 lisse également dans un cylindre 27 a formé sur l'arbre principal 17 afin de réaliser un dispositif asservi 27. Une chambre du dispositif 27 communique avec une pompe à engrenages 37 par l'intermédiaire d'un passage 39 et d'un circuit de commande 38 La pompe 37 est entrainée par l'arbre 36. Un disque conique fixe 25 b de la poulie secondaire 25 est formé sur l'arbre de sortie 23 en face du disque mobile 24 a et un disque conique mobile 25 a est monté coulissant sur l'arbre 23 en face du disque 24 b Le disque conique mobile 25 a présente une portion cylindrique dans 10 laquelle est engagée à coulissement une partie 28 a de l'arbre de sortie 23 formant piston, pour former un dispositif asservi 28 Une chambre du dispositif 28 communique avec la pompe à huile 37 par un conduit 40 et le circuit de commande 38 Une courroie d'entrainement 26 coopère 15 avec les poulies primaire 24 et secondaire 25. Un pignon d'entrainement 29 qui coopère avec un pignon intermédiaire de réduction sur un arbre intermédiaire 30 est fixé sur l'arbre 23 Un pignon intermédiaire 31 sur l'arbre 30 coopère avec un pignon final 32 La rota20 tion du pignon 32 est transmises aux essieux 34 et 35 des roues motrices du véhicule par l'intermédiaire du différentiel 33. Le circuit 38 de commande de la pression d'huile est sensible à la vitesse du véhicule, à la vitesse du moteur et à la position du papillon des gaz pour commander l'alimentation des dispositifs asservis 27 et 28 en huile sous pression, pour déplacer les disques 24 a et 25 a Le rapport de la transmission varie ainsi de façon continue. En se référant à la Fig 2, une chambre 27 b du dispositif 27 est alimentée en huile sous pression par la pompe à engrenages 37 à partir d'un réservoir 42 à travers un filtre 41, un conduit 40, une vanne 67 régulatrice de pression et une vanne 44 de commande du rapport de transmission Une chambre 28 b du dispositif 28 est alimentée 35 en huile sous pression par l'intermédiaire d'un conduit sans traverser les vannes 67 et 44 Le disque conique mobile 24 a est conformé de manière que sa surface soumise à la pression soit plus grande que celle du disque conique mobile 25 a. La vanne 67 régulatrice de pression comporte un tiroir 68, une chambre d'extrémité 69 et un ressort 70 disposé à l'opposé de la chambre d'extrémité Le ressort sollicite le tiroir 68 vers la gauche pour faire communiquer un orifice 67 a avec un orifice 67 b d'alimentation en pression de ligne et la pression de l'huile distribuée 10 à la chambre 69 force le tiroir 68 vers la droite pour faire communiquer l'orifice 67 b avec un orifice de vidange 67 c de manière à réguler la pression de ligne dans les passages 39 et 40. La vanne 44 de commande du rapport de la trans15 mission comprend un tiroir 46 disposé dans un corps 45, une chambre d'extrémité 47 et un ressort 48 à l'opposé de cette chambre Le ressort 48 sollicite le tiroir 46 vers la gauche pour faire communiquer un orifice 45 b d'alimentation en pression de ligne avec un orifice 45 a et la pression de l'huile distribuée à la chambre 47 force le tiroir vers la droite pour faire communiquer l'orifice 45 a avec un orifice 45 c de vidange L'orifice 45 c communique avec le réservoir 42 par l'intermédiaire d'un passage 66 de vidange et d'un clapet de retenue 72 et l'orifice 25 67 c communique directement avec le réservoir 42 De plus, l'orifice 45 c communique avec les chambres 69 et 47 par l'intermédiaire d'un passage 49 et d'une vanne régulatrice 50 qui régule la pression de l'huile à une valeur constante La chambre 69 communique avec le réservoir 42 par l'intermédiaire d'une électrovanne 43 et d'un passage 66 a, et la chambre 47 communique également avec le réservoir 42 par l'intermédiaire d'une électrovanne 51. Il est prévu un capteur 52 de la vitesse du moteur et un capteur 53 de la vitesse de l'arbre de sortie, 35 adjacents à la poulie primaire 24 et à la poulie secondaire 25 pour détecter les vitesses des deux poulies respectivement Le dispositif comporte en outre un capteur 54 de la position du papillon des gaz pour produire un signal représentatif du degré d'ouverture du papillon des gaz du véhicule, un capteur 55 de la vitesse du véhicule et un capteur 74 de la température de l'agent de refroidissement du moteur Les sorties de ces capteurs 52 à 55 sont appliquées à un ensemble 56 de commande pour commander les électrovannes 43 et 51. En se référant à la Fig 3 qui montre un ensemble 10 de commande 56, les sorties des capteurs 52 à 55 et 74 sont appliquées à un micro-calculateur 58 par l'intermédiaire d'un circuit 57 de réglage du signal d'entrée Le microcalculateur comprend une interface 59 entrée/sortie (I/O) comprenant les mémoires, ROM 60 dans laquelle sont 15 emmagasinées différentes tables de diagrammes et des programmes, RAM 61 qui emmagasine des signaux provenant des capteurs, un registre 62, une minuterie 63, un compteur 64 et une interface I/O 75 Des signaux de sortie provenant de l'interface 75 sont appliqués aux électrovannes 43 20 et 51 et à l'embrayage électromagnétique 1 par l'intermédiaire d'un circuit 65 de réglage de signal Les électrovannes 43 et 51 sont actionnées suivant des rapports cycliques appropriés en fonction des signaux de sortie de l'ensemble de commande 56. On décrira ci-dessous le fonctionnement du dispositif en se référant à la Fig 4 Les conditions de fonctionnement du moteur sont évaluées par le signal de vitesse du moteur provenant du capteur de vitesse de celui-ci, qui établit si le moteur fonctionne au ralenti. L'état d'embrayage partiel de l'embrayage électromagnétique 1 à poudre est détecté par le courant d'embrayage qui traverse le bobinage 8 Lorsque le moteur fonctionne au ralenti et que l'embrayage 1 est en état d'embrayage partiel, les électrovannes 43 et 51 sont ac35 tionnées de façon intermittente suivant un rapport cyclique prédéterminé Dans des conditions autres que le ralen- ti et l'embrayage partiel, le rapport de transmission du dispositif 4 à poulie et courroie est obtenu en calculant le rapport entre la vitesse du moteur et la vitesse de l'arbre de sortie Le rapport cyclique nécessaire en fonc5 tion du rapport de la transmission et de la vitesse du moteur apparait sur le diagramme de la Fig 4 b L'électrovanne 43 est actionnée suivant le rapport cyclique pour vidanger l'huile dans la chambre 69 de la vanne 67, aug10 mentant ainsi la pression de l'huile distribuée à la chambre 27 b Ainsi, les disques coniques mobiles 24 a et 25 b sont maintenus dans une position telle que la courroie 26 ne glisse pas sur les poulies 24 et 25 à l'encontre de la force de transmission de la courroie. Le fonctionnement de la commande du rapport de la transmission est le suivant En se référant à la Fig 5, un rapport cyclique D Mest prélevé sur un diagramme de la Fig 5 b en concordance avec la position du papillon des gaz captée par le capteur 54 et avec la vitesse du véhicule captée par le capteur 55 Du fait qu'il n'est pas souhaitable de modifier immédiatement le rapport de la transmission en fonction des variations de la position du papillon des gaz et de la vitesse du véhicule, il est prévu un retard qui apparait sur le diagramme de la Fig 5 Sd Après 25 l'écoulement de ce retard, le rapport réel G de la transmission est calculé à partir de la vitesse du moteur et de celle de l'arbre de sortie Le rapport souhaité GM de la transmission apparait sur le diagramme de la Fig 5 c en fonction de la position du papillon des gaz et de la 30 vitesse du moteur Suivant la différence entre les rapports de transmission G et GM, on calcule une valeur de correction (G GM) x K 1 du rapport cyclique Un signal de rapport cyclique obtenu par addition de la valeur de correction du rapport cyclique DM est ainsi obtenu. L'électrovanne 51 est actionnée par le signal de rapport cyclique pour commander le degré de vidange de l'huile de la chambre 47 Lorsque la vitesse du véhicule diminue et qu'augmente l'ouverture du papillon des gaz, la pression de l'huile augmente dans la chambre 47 En conséquence, le degré de vidange de l'huile de la chambre 27 b augmente et le diametre actif de la courroie diminue sur la poulie primaire 24, ce qui signifie une augmentation du rapport de la transmission (rapport lent) La pression régnant dans la chambre 47 diminue avec l'augment ation de la vitesse du moteur, provoquant une diminution de la pression dans la chambre 27 b pour augmenter le déplacement du disque conique mobile 24 a vers le disque 24 b Ainsi, le diametre actif de la courroie augmente pour diminuer le rapport de la transmission, ce qui correspond au rapport de vitesse élevée. Suivant l'invention, différentes commandes correctrices peuvent être facilement effectuées. La Fig 6 montre un exemple de correction par la température, qui compense une diminution de la puissance du moteur lors du fonctionnement de celui-ci à froid. Comme représenté à la Fig 6 b, un coefficient de correction KT est déterminé en fonction de la température de l'agent de refroidissement du moteur Le rapport cyclique DM donné par le diagramme de la Fig 5 b et le rapport GM de la transmission donné par le diagramme de la F Ig 5 c sont corrigés par le coefficient KT Il en résulte que le rapport cyclique du signal appliqué à l'électrovanne 51 diminue, diminuant la pression dans la chambre 27 b De ce fait, le rapport de la transmission s'élève (vitesse lente). La Fig 7 montre une commande correctrice en accélération Comme représenté à la Fig 7 b, un coefficient de correction KQ est obtenu en fonction de la vitesse O du mouvement d'ouverture du papillon des gaz Le rapport cyclique DM et le rapport GM de la transmission sont corrigés par le coefficient correcteur KQ Le fonc35 tionnement est représenté à la F Ig 7 a Lorsque la vitesse d'ouverture du papillon des gaz est élevée et que le degré d'enfoncement de la pédale d'accélérateur est important, le rapport de la transmission est temporairement augmenté afin de produire un effet d'accélération rapide. La Fig 7 c montre un autre mode du fonctionnement en accélération En fonctionnement, le rapport cyclique D 2 qui est donné par le diagramme de la Fig 4 b en fonction du rapport de la transmission et de la vitesse du moteur est diminué jusqu'à une valeur constante OC En conséquence, la pression de ligne qui dépend de l'électrovanne 43 est temporairement augmentée de sorte que le rapport de la transmission est augmenté jusqu'au rapport lent. La Fig 8 montre le fonctionnement de la commande correctrice en décélération En fonctionnement, on détecte une condition de décélération par la différence entre le 15 degré d'ouverture Gn du papillon des gaz à ce moment et le degré en_ 1 à un instant précédent Dans des conditions de décélération, le rapport de la transmission est maintenu à la valeur du degré précédent Qn-l' Lorsqu'un interrupteur de freinage actionné par une pédale de frein 20 est fermé, le rapport cyclique DM et le rapport cyclique GM donnés par les diagrammes sont corrigés par un coefficient Ks pour diminuer le rapport cyclique Il en résulte que la pression de l'huile de commande par la vanne 51 augmente, diminuant la pression régnant dans la chambre 25 27 b De ce fait le rapport de la transmission s'élève (vitesse lente), de sorte que l'effet de freinage du moteur est renforcé. Bien que les électrovannes 43 et 51 soient actionnées par des impulsions et que la pression de l'huile 30 soit commandée par une variation du rapport cyclique des impulsions, chaque vanne peut être commandée en faisant varier le courant passant dans l'électroaimant. II ressort de ce qui précède que le dispositif suivant l'invention comprend des capteurs électriques pour détecter des conditions de fonctionnement du moteur et pour produire des signaux électriques, une vanne de commande du rapport de la transmission pour faire varier le rapport de cette transmission, et une électrovanne sensible aux signaux pour commander la vanne de commande du rapport Du fait que les vannes sont actionnées en fonction de signaux électriques, le dispositif présente une construction simplifiée et permet de réaliser un dispositif de commande fiable. ú 551520 REVENDICATIONS 1 Dispositif perfectionné pour commander le rapport d'une transmission à variation continue pour un moteur monté sur un véhicule, du type comprenant une poulie primaire ( 24) ayant un disque ( 24 a) pouvant être 5 déplacé par voie hydraulique et un cylindre hydraulique pour actionner ce disque, une poulie secondaire ( 25) ayant un disque ( 25 a) pouvant être déplacé par voie hydraulique et un cylindre hydraulique pour actionnerce disque, et une courroie engagée en prise avec la poulie, et un cir10 cuit hydraulique, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend une vanne ( 44) de commande du rapport de la transmission pour commander le fluide distribué audit cylindre hydraulique de la poulie primaire pour déplacer le disque mobile de celle-ci, des moyens ( 52-55, 74) pour détecter les conditions de fonctionnement du moteur et pour produire des signaux électiques, un ensemble électroque de commande ( 56) sensible auxdits signaux électriques pour produire des signaux de commande et une première électrovanne ( 43) sensible auxdits signaux de commande pour commander ladite 20 vanne ( 44) de commande du rapport afin de commander le rapport de la transmission assurée par lesdites poulies. 2 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une vanne régulatrice de pression ( 67) pour réguler la pression du fluide dans 25 le circuit hydraulique, et une seconde électrovanne ( 51) sensible auxdits signaux de commande pour commander ladite vanne régulatrice de pression. 3 Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chacune desdites vannes ( 44) de commande 30 du rapport et ( 67) de régulation de la pression comprend un tiroir, un ressort disposé dans une partie d'extrémité de la vanne pour solliciter ce tiroir, et une chambre d'extrémité ménagée à l'autre extrémité-de la vanne et alimentée en fluide sous la commande de ladite électrovan- ne pour déplacer ledit tiroir à l'encontre de l'action dudit ressort.