Brevet FR2607760A1 — publié le 19880610

L'invention a pour objet un dispositif hydraulique de commande destiné à réguler la pression de commande d'un élément de commutation commandé hydrauliquement, pour une boîte de vitesses d'automo- bile à passages automatiques des vitesses, comprenant un gicleur disposé dans une conduite de pression reliée à l'élément de commutation ainsi qu'une valve de commande qui, en fonction d'une pression régnant en amont de l'élément de commutation, établit ou interrompt une liaison sans étranglement reliant une conduite d'alimentation de fluide sous pression et l'élément de commutation, en contournant un gicleur, de telle manière qu'au début de l'action d'application de la pression à l'élément de commutation, cette liaison soit ouverte, et qu'à l'obtention d'une pres- sion de commande prédéterminée, cette liaison soit interrompue, et comprenant ensuite un dispositif destiné à maintenir, au moins temporairement, une pression d'engagement de l'élément de commutation à un niveau à peu près constant, inférieur au niveau de la pleine pression de commande. Un tel dispositif est décrit, par exemple, dans le document DE-OS 25 02 347. Afin de maintenir la pression d'engagement du rapport à un niveau à peu près constant, inférieur au niveau de pleine pression de commande, on utilise, dans le cas de ce dispositif de commande connu, un accumu- lateur habituel, dont le piston, poussé par des res- sorts, est soumis, par l'intermédiaire d'une conduite auxiliaire de la conduite d'alimentation sous pression, branchée à proximité immédiate de l'élément de commu- tation, à la pression de commande agissant sur l'élé- ment de commutation. La fonction de cet accumulateur est d'assurer, lors de l'engagement du rapport, pendant un certain temps au moins, temps pendant lequel le piston de l'accumulateur est repoussé contre la résis- tance des ressorts, le maintien d'une pression d'en- gagement à peu près constante, inférieure à la pres- sion définitive de commande fournie par la source de fluide sous pression. D'autres dispositifs de commande connus comportent, au lieu de l'accumulateur à ressorts, des réalisations dans lesquelles le piston d'accumu- lateur est soumis à des contre-pressions appliquées, selon le cas, à une ou plusieurs contre-faces d'appli- cation du piston, ou isolées de celles-ci, contre la résistance de la pression de commande régnant dans la conduite de pression de commande. Cependant, dans tous les cas de réalisa- tion connus, l'accumulateur est invariablement branché directement en parallèle avec l'élément de commutation, de façon que son piston soit déplacé dès le début de la commutation, lorsque, par alimentation directe non régulée de fluide sous pression, seule la course morte de l'élément de commutation, voirede son élément de commande, doit être rattrapée. Or, l'effet régula- teur de l'accumulateur n'est demandé que lors de la mise en contact proprement dite de l'élément de commutation. En conséquence, un déplacement prématuré du piston d'accumulateur réduit inutilement la course de régulation nécessaire par la suite. Aussi, le but de l'invention est- il de créer un dispositif hydraulique de com- mande du genre précité, dont le dispositif de maintien d'une pression d'engagement, inférieure à la pression définiti% de commande, ne de- vient effectif qu'en cas de nécessité réelle lors ae la mise en contact proprement dite de l'élément de commutation. Ce but est atteint grâce au fait que la valve de commande est réalisée de telle façon que le dispositif destiné à maintenir la pression d'engagement ne soit enclenché que lorsque la liaison sans étranglement entre la conduite d'alimentation de fluide sous pression et l'élément de commutation est interrompue. Etant donné que la valve régulatrice n'enclenche l'action du dispositif de maintien d'une pression d'engagement que lorsque l'alimentation non régulée en fluide sous pression, acheminé vers l'élément de commutation, est interrompue, et que l'alimentation se fait alors exclusivement par l'inter- médiaire d'un gicleur, la limitation de la pression d'engagement ne devient réellement effective que lors de l'engagement proprement dit de l'élément de commutation, après rattrapage de sa source morte. Des réalisations pratiques de l'invention découlent des sous-revendications. Il est à noter que le fait de remplacer l'accumulateur par un gicleur communiquant avec la pression atmosphérique permet d'obtenir une conception avantageuse, étant donné que l'installation, pour chaque élément de commutation, d'un accumulateur habituel très encombrant n'est plus nécessaire. Si, de surcroît, l'on prévoit un deuxième gicleur communiquant avec la conduite d'ali- mentation en fluide sous pression d'un deuxième élément de commutation, on peut régler la pression d'engage- ment à des niveaux différents, en fonction des rap- ports engagés de la boîte de vitesses. Les dessins sont des représentations schématiques d'exemples de réalisation de l'invention qui seront expliquées plus en détail par la suite. Sur ces dessins: - la figure 1 est un schéma d'une première réalisation d'un dispositif hydraulique de commande selon l'invention; - la figure 2 est un schéma d'une deuxième réalisation du dispositif de commande hydraulique selon l'invention; - la figure 3 est un schéma d'une troisiè- me réalisation du dispositif de commande hydraulique selon l'invention; et - la figure 4 est un diagramme de la pression en fonction du temps qui représente l'évolu- tion de la pression que l'on peut obtenir au moyen du dispositif de commande selon l'invention en amont de l'élément de commutation. Sur les dessins, les éléments comparables ou identiques sont désignés par les mêmes références. Ainsi, la référence 1 désigne un élément de commuta- tion d'une boîte de vitesses d'automobile à commutation automatique, qui peut être constituée, par exemple, par un frein multidisque actionné hydrauliquement en deuxième et quatrième rapports de marche avant d'une boîte de vitesses automatique à quatre rapports de vitesse. La référence 2 désigne une valve de comman- de qui commande l'alimentation en fluide sous pression de l'élément 1 de commutation. Cette valve de commande comprend un tiroir de commande désigné globalement par la référence 3, pourvu de deux collerettes 4 et ainsi que d'une tige 6 située entre les collerettes. Le tiroir 3 de commande est maintenu de façon coulis- sante dans un alésage cylindrique 7 du bloc. Du côté de la face frontale droite sur le dessin, le tiroir 3 de commande comporte une face utile 4a sur laquelle agit une pression d'un fluide contenu dans une chambre 8 de pression. Du côté de la face frontale gauche sur le dessin, il comporte une face utile 5b, sur laquelle agissent un ressort 11 de pression ainsi qu'une pression régnant dans une chambre 9 de pression. Alors que la chambre 8 de pression du côté de la face frontale droite du tiroir 3 de commande est reliée, par l'intermédiaire d'une conduite secondaire iOa, à une conduite 10 de pression communiquant avec l'élément 1 de commutation, et se trouve, de ce fait, soumise en permanence à la pression de commande appli- quée à l'élément 1 de commutation, la chambre 9 de pression, située du côté gauche sur le dessin, communi- que avec une conduite 12 de pression dans laquelle règne une pression de niveau variable. Cette pression variable régnant dans la conduite 12 peut être fournie, par exemple, par une électrovalve de commande et peut être définie de façon à correspondre, au début de l'opération de commutation de l'élément 1 de commu- tatior, à la pression atmousphérique ou, le cas échéant, à la pression dite de modulation, c'est-à-dire à une pression généralement disponible lors des change- ments de rapports et variable en fonction de la charge. Au bout d'un temps défini suivant l'engagement de l'élément 1 de commutation, la pression dans la condui- te 12 de pression peut être relevée au niveau défini- tif de la pression principale de commande de la boite de vitesses. La référence 13 désigne une conduite d'alimentation de fluide sous pression provenant d'un tiroir de commutation non représenté ici, dans laquelle circule du fluide sous pression principale dans tous les cas d'engagement d'un rapport de vitesse o l'élément 1 de commutation doit être actionné. La conduite 13 d'alimentation de fluide sous pression débouche dans un raccord 14 de pression, dont la communication avec un raccord 15 de pression relié à la conduite 10 de pression est commandée par le bord 4b de commande, situé à gauche sur le dessin, de la collerette 4 de commande du tiroir 3 de commande. D'autre part, le raccord 14 de pression est relié en permanence, par l'intermédiaire d'un gicleur 27, à la conduite 10 de pression, voire, ici, à sa conduite secondaire iOa. Un troisième raccord de pression est désigné, sur le dessin, par la référence 16, dont la communication avec le raccord 15 de pression, branché sur la conduite 10 de pression reliée à l'élé- ment i de commutation, est commandée par le bord Sa de commande,à droite sur le dessin. La commande consiste en ce oae le raccord 16 de pression reste obturé par la collerette de commande tant que le bord 4b de commande de la collerette 4 de commande découvre le raccord 14 de pression, et en ce que le raccord 16 de pression est découvert par le bord 5a, situé à droite sur le dessin, de la collerette 5 de commande, dès que le raccord 14 de pression est obturé par la collerette 4 de commande. Un accumulateur, désigné globalement par la référence 18 sur la figure 1, est relié au raccord 16 de pression par l'intermédiaire d'une conduite 17 de pression, qui comporte un piston 19 d'accumulateur muni de deux collerettes 20a et 20b. Les deux collerettes 20a et 20b sont de diamètres différents et coulissent axialement dans des alésages cylindriques étagés correspondants 21a et 21b. La face frontale, représentée à droite sur le dessin, de la grande collerette 20a, est associée à une cham- bre 22 de pression qui est reliée, par l'intermédiai- re de la conduite 17 de pression, au raccord 16 de pression et reçoit, de ce fait, à condition que le tiroir 3 de commande de la valve 2 de commande soit bien positionné, la pleine pression de commande régnant dans la conduite 10 de pression de l'élément 1 de commutation. Une chambre de pression désignée par la référence 23 sur la figure 1, qui est associée à une face utile annulaire de la collerette 20a, représentée à gauche sur le dessin, peut être soumise, par l'intermédiaire d'une conduite 24 d'alimentation à une pression appropriée, par exemple, à la pression I 5 principale. Enfin, une chambre 25 de pression est prévue, qui est associée à la face utile, représentée à gauche sur le dessin, de la collerette 20b, et qui est soumise également, par l'intermédiaire d'une conduite 26 de pression, à une pression appropriée, cette pression pouvant varier, de façon similaire à la pression régnant dans la conduite 24 de pression, en fonction du rapport de vitesse engagé. Le fonctionnement du dispositif hydrauli- que de commande illustré sur la figure 1 se déroule de telle sorte qu'au départ de l'engagement de l'élé- ment 1 de commutation, le tiroir 3 de la valve 2 de commande se trouve dans une position extrême déca- lée vers la droite, par rapport à la position centrale représentée sur le dessin, dans laquelle la collerette 4 de commande est en butée sur le bloc. Dans cette position, le raccord 14 de pression communique, par l'intermédiaire de la tige 6 du tiroir 3 de commande, avec le raccord 15 de pression de la conduite 10 de pression, de façon que le fluide sous pression puisse alimenter l'élément 1 de commutation, par l'intermédiaire de la conduite 13 d'alimentation, sans passer par un goulot d'étranglement. Lorsque les éléments mobiles de l'élément 1 de commutation ont parcouru, sous l'action de cette pression, leur course morte et que l'engagement proprement dit commen- ce, la pression dans la conduite 10 de pression augmen- te de façon rapide, de telle sorte que cette pression, qui est répercutée dans la chambre 8 de pression de la valve 2 de commande, parvienne à repousser le tiroir 3 de commande vers la gauche, sur le dessin, contre l'action du ressort 11 de pression et d'une pression régnant, le cas échéant, dans la chambre 9 de pression. Dans ce cas, la collerette 4 du tiroir 3 de commande interrompt la communication entre le raccord 14 de pression et le raccord 15 de pression, de manière que la conduite 13 d'alimentation de fluide sous pression ne soit plus reliée à la conduite de pression 10 que par l'intermédiaire du gicleur 27 restant branché en permanence, et que l'alimentation en fluide sous pression de l'élément 1 de commutation ne se poursuive que par l'intermédiaire d'un goulot d'étranglement. En même temps que la collerette 4 de commande obture le raccord 14 de pression, le bord 5a de commande de la collerette 5 découvre le raccord 16 de pression, de telle sorte que la pression de commande de l'élément 1 de commutation, régnant dans la conduite 10 de pression, soit acheminée, par l'intermédiaire de la conduite 17 de pression, vers la chambre 22 de pression de l'accumulateur 18, o elle tend à déplacer le piston 19 d'accumula- teur vers la gauche, contre l'action des pressions agissant sur les autres faces utiles. Pendant le déplacement du piston 19 de l'accumulateur, on maintient alors une pression d'engagement à peu près constante, qui peut être ajustée, par l'intermédiaire des dimensions des faces utiles du piston 19 de l'accu- mulateur, calculées de façon appropriée, ainsi que des pressions agissant sur celles-ci, à une valeur inférieure à la pleine pression principale de la commande de la bofte de vitesses, mais qui est suffi- sante pour que les couples de rotation à transmettre par l'élément de commutation dans les différents rapports de vitesse puissent être absorbés. Lorsque le piston 19 de l'accumulateur est en butée du côté gauche sur le bloc, la limitation de la pression d'engagement est annulée, et la pression de commande régnant dans la conduite 10 de pression augmente rapidement pour atteindre la pleine pression de comman- de fournie par la conduite 13 d'alimentation de fluide sous pression. En modifiant la pression régnant dans la conduite 12 de pression de la valve 2 de commande de façon à obtenir la pression principale, l'on assure, au bout d'un certain temps suivant le début de l'action d'engagement de l'élément 1 de commutation, le retour du tiroir 3 de commande dans sa position initiale, du côté droit, dans laquelle la conduite 10 de pres- sion reliée à l'élément 1 de commutation communique directement avec la conduite 13 d'alimentation de fluide sous pression pour permettre l'alimentation de l'élément de commutation en fluide sous pression sans étranglement. Dans le cas de la réalisation selon la figure 2, l'accumulateur 18 relativement encombrant est remplacé par un simple gicleur 30 relié au raccord 16 de pression, ce gicleur communiquant avec l'atmos- phère par l'intermédiaire d'une conduite 31 d'échappe- ment. De cette façon, on obtient d'une manière simple un effet similaire à celui produit par la réalisation selon la figure 1, en vue d'une limitation de la pression d'engagement de l'élément de commutation 1. lorsque, à la fin de la course morte de l'élément i de commutation, le tiroir 3 de la valve 2 de commande est déplacé vers la gauche, par l'action de la pression de commande régnant dans la chambre 8 de pression, et obture le raccord 14 de pression par l'intermédiaire de la collerette 4 de commande, le bord 5a de la colle- rette 5 découvre le raccord 16 du bloc, qui est relié, par l'intermédiaire du gicleur 30, à la conduite 31 d'échappement. Dans ce cas, l'on obtient, dans la conduite 10 de pression, qui es.t alors reliée à la conduite 13 d'alimentation de fluide sous pression par l'intermédiaire du gicleur 27, ainsi qu'à l'atmos- phère par l'intermédiaire du gicleur 30, l'établissement d'une pression qui se situe entre ces deux valeurs limites et dont l'importance peut être ajustée au moyen d'un calcul adéquat des dimensions des gicleurs 27 et 30. D'autre part, cette pression est maintenue jusqu'à ce que le tiroir 3 de la valve 2 de commande soit déplacé vers la droite sur le dessin, sous l'action de la pression modifiée comme décrit ci-dessus, régnant dans la chambre 9 de pression, c'est-à-dire par le changement de la pression dans la conduite 12 de pres- sion au niveau de la pression principale, de telle façon que la conduite 10 de pression communique alors de nouveau avec la conduite 13 d'alimentation de fluide sous pression, et que l'on atteigne, de ce fait, la pression principale devant l'élément 1 de commutation. Le principal avantage par rapport à la réalisation selon la figure 1 consiste en ce que l'on crée, pour la modulation de la pression d'engage- ment de l'élément de commutation, une commande de fonctionnement identique, sans utilisation d'un accumu- lateur habituel. Etant donné qu'une telle commande de la pression d'engagement doit être prévue pour plusieurs éléments de commutation, l'absence des accu- mulateurs permet de simplifier toute la commande dont le nombre de pièces constitutives se trouve réduit et dont l'encombrement est limité. Enfin, la figure 3 illustre une autre possibilité de réalisation d'un dispositif de commande. Dans le cas de cette réalisation, le bord 5a de la collerette 5 de commande découvre non seulement le gicleur 30 relié à la conduite 31 d'échappement, lorsque la collerette 4 obture le raccord 14 de pres- sion, mais elle découvre également un autre gicleur 32, communiquant avec une conduite 33 de pression, et les relie ainsi à la conduite 10 de pression. La conduite 33 de pression, reliée, par l'intermédiaire d'un gicleur 32, à un raccord 34 de pression isolé du raccord 16, peut contenir des pressions différentes variables en fonction des rapports engagés dans la boîte de vitesses. Il convient, dans ce cas, de ratta- cher la conduite 33 de pression à la conduite de pres- sion de commande d'un autre élément de commutation de la boite de vitesses, de façon à obtenir, de cette manière, à l'intérieur de la conduite 10 de pression de commande de l'élément 1 de commutation,des pressions différentes dans différents rapports. En admettant, par exemple, que l'élément 1 de commutation soit le frein multidisque B2 serré en deuxième et quatrième vitesse avant d'une boîte de vitesses automatique d'une automobile, il sera avantageux de prévoir une pression de commande diffé- rente pour les deux vitesses auxquelles l'élément de commutation est engagé, c'est-à-dire de prévoir des pressions de commande en fonction du niveau de couple correspondant. Ainsi, il convient de régler la pression d'engagement du frein multidisque B2 à à un niveau élevé en deuxième vitesse, et à un niveau plus faible en quatrième vitesse, afin d'obtenir des passaqes de vitesses les plus confortables possible d'une part, et d'assurer la transmission du couple produit, d'autre part. Si la conduite 33 de pression est raccordée à la conduite de pression de l'embrayage K1 de marche avant de la boîte de vitesses à quatre rapports, qui reste engagé dans les trois premiers rapports de marche avant et est débrayé en quatrième rapport de marche avant, la pression régnant dans la conduite 33 sera modifiée automatiquement en fonction des rapports engages. Alors que cette conduite 33 contient du fluide sous pression principale dans le cas du deuxième rap- port étudié ici, elle contient du fluide sous pression atmosphérique dans le cas du quatrième rapport. De ce fait, lors du déplacement du tiroir 3 de la valve 2 de commande à partir de sa position initiale, la conduite 10 de pression reliée à l'élément 1 de commu- tation est alimentée en fluide sous pression principale, en deuxième vitesse, par l'intermédiaire du gicleur 27 comme par l'intermédiaire du gicleur 32, alors que, par l'intermédiaire du gicleur 30, du fluide sous pression s'échappe vers l'atmosphère. Par contre, en quatrième vitesse, l'alimentation en fluide sous pression de la conduite 10 de pression de l'élément 1 de commutation ne se fait plus que par l'intermédiai- re du gicleur 27, à partir de la conduite 13 d'alimenta- tion de pression, alors que les deux gicleurs 30 et 32 sont reliés en parallèle à l'atmosphère. Par consé- quent, la pression d'engagement fournie pour le deuxiè- me rapport est supérieure à celle fournie pour le quatrième rapport, cette pression d'engagement étant, pour la deuxième vitesse, d'autant plus forte qu'une pression moyenne réalisable avec un dispositif de commande dépourvu du gicleur 32, qu'elle est inférieure à cette pression moyenne pour la quatrième vitesse. Ces conditions, c'est-à-dire l'évolution de la pression d'engagement dans le temps, à l'engage- ment de l'élément 1 de commutation, sont illustrées par le diagramme de la figure 4. Sur ce diagramme, les traits pleins illustrent l'évolution de la pression dans la conduite 10 de pression de commande, telle qu'elle serait réalisée dans le cas d'un dispositif selon la figure 1. tO0 indique le début de l'action d'engagement de l'élément 1 de commutation, t1 indique le moment du déplacement du tiroir 3 de commande, et t2 indique le moment de butée du piston 19 d'accu- mulateur en fin de course à gauche. La pression de commande régnant dans la conduite 10 de pression atteint alors, après l'achèvement de la course morte de l'élément de commutation, une valeur à peu près cons- tante de pression d'engagement qui est désignée sur la figure 4 par la référence PEO' L'on obtient une évolution de la pression de commande d'allure similaire dans le cas d'un dispositif de commande selon la réalisation de la figure 2. Dans ce cas, la pression d'engagement PE0 est maintenue aussi longtemps que nécessaire, jusqu'à ce qu'au moment t3, le tiroir 3 de la valve 2 de commande soit rappelé dans sa position initiale à droite (traits pointillés). Les traits interrompus mixtes, ou mixtes à double point, illustrent l'évolution de la pression régnant dans la conduite 10 de pression de commande dans le cas d'une réalisation selon la figure 3, le trait interrompu mixte à double point indiquant l'enga- gement de l'élément 1 de commutation en deuxième vites- se, donnant une pression d'engagement PE2 plus élevée, et le trait interrompu mixte indiquant la quatrième vitesse, donnant une pression d'engagement PE4 alors réduite. REVENDICATIONS 1. Dispositif hydraulique de commande destiné à réguler la pression de commande d'un élément de commutation commandé hydrauliquement, pour une boiîte de vitesses d'automobile à passages automatiques des vitesses, comprenant un gicleur disposé dans une conduite de pression reliée à l'élément de commutation ainsi qu'une valve de commande qui, en fonction d'une pression régnant en amont de l'élément de commutation, établit ou interrompt une liaison sans étranglement reliant une conduite d'alimentation de fluide sous pression et l'élément de commutation, en contournant un gicleur, de telle manière qu'au début de l'action d'application de la pression à l'élément de commutation, cette liaison soit ouverte, et qu'à l'obtention d'une pression de commande prédéterminée, cette liaison soit interrompue, et comprenant ensuite un dispositif destiné à maintenir, au moins temporairement, une pression d'engagement de l'élément de commutation à un niveau à peu prés constant, inférieur au niveau de la pleine pression de commande, caractérisé par le fait que la valve (2) de commande est réalisée de telle façon que le dispositif (15; 30, 31; 32, 33) destiné à maintenir la pression d'engagement n'est enclenché que lorsque la liaison sans étranglement entre la conduite (13) d'alimentation de fluide sous pression et l'élément (1) de commutation est interrom- pue. 2. Dispositif de commande selon la reven- dication 1, caractérisé par le fait que la valve (2) de commande comporte un tiroir (3) de commande axiale- ment mobile, comprenant deux collerettes (4, 5) de commande reliées entre elles par une tige (6), dont une collerette (4) commande la liaison entre un raccord (15) de pression, relié à l'élément 1 de commutation, et un raccord (14) de pression relié à la conduite (13) d'alimentation de fluide sous pression, et dont l'autre collerette (5) commande la liaison avec un raccord (16) de pression relié au dispositif (18; 30 à 33) de maintien de la pression d'engagement. 3. Dispositif de commande selon la reven- dication 2, caractérisé par le fait que le tiroir (3) de la valve (2) de commande est soumis, au niveau d'une face utile (4a), à la pression régnant en amont de l'élément (1) de commutation et, au niveau d'une face utile opposée (5b), à l'action d'un ressort (11) et à une pression dont la valeur est variable. 4. Dispositif de commande selon une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le dispositif de maintien de la pression d'engagement est constitué d'un accumulateur (18) comportant un piston (19) qui peut être déplacé, contre une force de rappel, sous l'action de la pression de commande de l'élément de commutation. 5. Dispositif de commande selon une des revendications à 3, caractérisé par le fait que le dispositif de maintien de la pression d'engagement est constitué d'au moins un gicleur (30) débouchant à l'atmosphère. 6. Dispositif de commande selon la revendi- cation 5, caractérisé par le fait que deux gicleurs (30, 32) sont prévus, dont un gicleur (30) communique avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'une conduite (31) d'échappement, et que l'autre gicleur (32) communi- que avec une conduite (33) de pression dans laquelle règne une pression variable en fonction des rapports engagés de la boite de vitesses. 7. Dispositif de commande selon la reven- dication 6, caractérisé par le fait que la conduite (33) de pression est raccordée à une conduite de pres- sion correspondant à un deuxième élément de commutation, dans laquelle règne la pression de commande en première vitesse, et la pression atmosphérique en deuxième vitesse.