Brevet FR2661966A1 — publié le 19911115

L'invention concerne un dispositif hydraulique de commande permettant la mise sous pression des servomoteurs correspondant aux différentes vitesses d'une boîte de vites- ses mécanique étagée à plusieurs rapports, et, le cas échéant, à d'autres éléments de commutation. L'on connaît des dispositifs de synchronisation destinés aux boîtes de vitesses d'automobiles à plusieurs rapports, qui atteignent la synchronisation des éléments de commutation de la boîte de vitesses, qui doivent être accouplés l'un à l'autre lors d'un changement de vitesse, non pas à l'aide des moyens mécaniques traditionnels internes à la boîte de vitesses, mais, de préférence, grâce à une commande électronique du moteur, après débrayage de la vitesse précédente Ainsi, des pièces spécifiques de synchronisation ne sont plus nécessaires Dans de telles conceptions de boîtes de vitesses, cependant, il est nécessaire qu'au moment o le point de synchronisme est at- teint, les éléments de la boîte de vitesses, qui doivent être accouplés les uns aux autres, soient commandés sans délai et de façon rapide, ce qui requiert la disposition de servomo- teurs appropriés. Le but de l'invention est de proposer un dispositif de commande pour le pilotage des servomoteurs, qui permette une construction compacte et une mise sous pression rapide des servomoteurs correspondant aux organes commutés de la boîte de vitesses. Ce but est atteint grâce au fait qu'un dis- tributeur à tiroir à trois positions distinctes est prévu, le déplacement du distributeur à tiroir autorisant, dans chacune des positions distinctes, respectivement, le raccordement de deux des servomoteurs à l'une des deux conduites séparées d'alimentation en fluide sous pression, respectivement, et en ce que les conduites d'alimentation contiennent des dispositifs à soupapes de commande destinés à établir al- ternativement le raccordement entre l'une ou l'autre des con- duites d'alimentation et une conduite centrale d'alimentation en fluide sous pression Des réalisations utiles et variantes de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit. Un avantage particulier du dispositif de commande selon l'invention réside en le fait qu'il est constitué de composants, dont la fabrication peut être effectuée de façon relativement simple et peu coûteuse, qui sont robustes et d'une grande fiabilité de fonctionnement. Le dessin annexé illustre un exemple de réalisation de l'invention, qui sera décrit plus en détail par la suite Sur le dessin, la figure unique représente un schéma hydraulique de la commande des servomoteurs. Le tableau donné plus loin illustre, sous forme de diagramme, les positions fonctionnelles requises du distributeur à tiroir et du dispositif à soupapes composé des deux soupapes de commande, pour engager les différentes vitesses de la boîte de vitesses. Sur le dessin, qui représente le schéma hydraulique du dispositif de commande selon l'invention, 1 désigne un réservoir de fluide sous pression, 2 un filtre, 3 une pompe, 4 un clapet antiretour et 5 un autre filtre La référence 6 désigne un clapet limiteur de pression disposé dans une conduite 7 de retour, le clapet limiteur de pression s'ouvrant, lorsqu'il y a dépassement d'un seuil maximal de pression régnant dans la conduite centrale 8 d'alimentation en fluide sous pression, pour renvoyer une partie du fluide sous pression vers le côté aspiration de la pompe 3 9 représente un accumulateur de fluide sous pression, par exemple un accumulateur à membrane. Des conduites 10 et 11 d'alimentation en fluide sous pression sont branchées sur la conduite centrale 8 d'alimentation en fluide sous pression, ces deux conduites arrivant à un distributeur à tiroir désigné de façon générale par 12 Les conduites 10, 11 d'alimentation contiennent des dispositifs à soupapes de commande, réalisées ici sous forme de deux distributeurs 2/2 de commande, désignés par les références 13, 14 Dans une première position, ces soupapes 13, 14 de commande, actionnées de manière électromagnétique, contre l'effet d'un ressort, relient les conduites 10 et il d'alimentation en fluide sous pression, respectivement, à la conduite centrale 8 d'alimentation en fluide sous pression, ou bloquent cette connexion dans une deuxième position de commande Dans le cas de la position représentée sur le dessin, les soupapes de commande 13, 14 se trouvent dans leur position de repos, hors tension, dans laquelle elles coupent la communication entre les conduites 10, 11 d'alimentation et la conduite centrale 8 d'alimentation en fluide sous pression C'est seulement lorsque l'une ou l'autre des soupapes 13, 14 est mise sous tension, qu'elle est commutée en position d'ouverture de la communication entre la conduite centrale 8 d'alimentation en fluide sous pression et l'une ou l'autre des conduites 10, 11 d'alimentation. Comme il a déjà été mentionné, les conduites 10, 11 d'alimentation mènent au distributeur 12 à tiroir qui, dans le cas de réalisation représenté ici, peut être commandé depuis ses extrémités par deux dispositifs électromagnétiques , 16 de servocommande, contre l'effet des ressorts 17, 18. Dans la position médiane du distributeur 12 à tiroir, qui est représentée sur le dessin, les deux dispositifs électromagnétiques 15, 16 de pilotage sont coupés, de telle sorte que la position médiane soit définie uniquement par les ressorts 17, 18 Dans cette position médiane du distributeur 12 à tiroir, la conduite 10 d'alimentation en fluide sous pression, qui forme des embranchements en amont du distributeur 12 à tiroir, est reliée, par l'intermédiaire d'un embranchement, à une conduite 19 de fluide sous pression qui mène à un servomoteur 20 Dans l'exemple de réalisation représenté ici, ce servomoteur 20 sert à actionner un frein B relié au moteur de propulsion, ce frein permettant de synchroniser, lorsque la chaîne de propulsion est interrom- pue, les éléments de la boîte de vitesses non représentés sur le dessin, qui doivent être crabotés les uns dans les autres lors du passage vers un rapport supérieur. La deuxième conduite il d'alimentation est reliée, par l'intermédiaire d'un de ses embranchements, à une conduite 21 de fluide sous pression, qui est raccordée à un servomoteur 22 destiné à actionner la cinquième vitesse de la boîte de vitesses Comme le montre ensuite le dessin, toutes les autres conduites 27 à 30 de fluide sous pression, qui mènent aux servomoteurs 23, 24, 25, 26, communiquent avec une conduite 31 de décharge, qui renvoie le fluide sous pression vers le réservoir 1 de fluide sous pression; par conséquent, la pression atmosphérique règne dans cette conduite De cette façon, les servomoteurs qui y sont branchés se trouvent détendus. Dans les positions finales du distributeur 12 à tiroir, qui sont obtenues par la mise sous tension des dis- positifs électromagnétiques 15 ou 16 de pilotage, respective- ment, les autres servomoteurs sont reliés à leur tour aux conduites 10 et 11 d'alimentation. Tableau soupape de 13 ouverte 13 fermée commande 14 fermée 14 ouverte distributeur à tiroir position en fin 2 e vitesse 3 e vitesse de course à servomoteur 25 servomoteur 24 gauche position médiane frein 5 e vitesse servomoteur 20 servomoteur 22 position en fin 4 e vitesse le vitesse de course à servomoteur 23 servomoteur 26 droite Ce tableau qui indique, pour les différentes positions du distributeur 12 à tiroir et des soupapes 13, 14 de commande, quel servomoteur est mis sous pression montre clairement que, dans la position de fin de course à droite du distributeur 12 à tiroir, les servomoteurs 23 et 26, destinés à actionner les vitesses 4 et 1, sont raccordés aux conduites et il d'alimentation, de telle sorte que, lorsqu'on commande l'ouverture de la soupape 13, le servomoteur 23 soit mis sous pression de façon à actionner la quatrième vitesse, alors que, lorsqu'on commande l'ouverture de la soupape 14, le servomoteur 26 pour la première vitesse est activé Enfin, dans la position de fin de course à gauche du distributeur 12 à tiroir, les servomoteurs 25 et 24 pour les vitesses 2 et 3 peuvent être reliés aux conduites 19 et 15 d'alimentation, de telle sorte que l'ouverture de la soupape 13 de commande pro- duise la mise sous pression du servomoteur 25 pour la deuxiè- me vitesse, et que l'ouverture de la soupape 14 de commande entraîne l'alimentation en fluide sous pression du servomo- teur 24 pour la troisième vitesse Dans toutes ces positions du distributeur 12 à tiroir, les autres servomoteurs, qui ne sont pas reliés aux conduites d'alimentation en fluide sous pression, sont raccordés à la conduite 31 de décharge et, de ce fait, sont détendus. De plus, l'exemple de réalisation illustré sur le dessin comporte un dispositif à soupapes composé des soupapes 32 et 33, qui permet d'alimenter un autre servomo- teur 34, destiné, par exemple, à commander un embrayage K de démarrage et de changement de vitesse, en fluide sous pression provenant, par l'intermédiaire d'une conduite 35 d'alimentation, de la conduite centrale 8 d'alimentation en fluide sous pression Pour désengager l'embrayage K, on amène la soupape 32 en position ouverte et la soupape 33 en position fermée, de telle façon que le servomoteur 34 ouvre, contre la force de précontrainte du ressort, les moitiés de l'embrayage, maintenues serrées grâce à un ressort sous précontrainte, par exemple Les soupapes 32, 33 de commande, également pilotées électromagnétiquement, sont agencées de telle manière qu'à l'état non excité, la soupape 32 se trouve en position fermée et la soupape 33 en position ouverte De cette façon, il est garanti qu'en cas de défaillance éventuelle de la soupape 32, l'embrayage K ne s'ouvre pas par la mise sous pression involontaire du servomoteur 34 et interdise ainsi la marche du véhicule La commande de la soupape 32 s'effectue, de préférence, par l'intermédiaire d'impulsions électriques de telle sorte que, grâce à un rapport impulsion-pause précis, on puisse ajuster de manière très fine le régime différentiel au niveau de l'embrayage. Dans le cas du dispositif de commande selon l'invention, l'utilisation des soupapes 13, 14 et 32, 33 sous forme de distributeurs multivoies 2/2 est particulièrement avantageuse, car ceux-ci permettent une commutation très ra- pide pour établir les passages de pression Cela est impor- tant notamment en vue d'obtenir des temps de changements de rapport aussi courts que possible La définition des raccordements du distributeur 12 à tiroir est choisie de telle sorte qu'un changement de vitesse pour lequel la différence de rapport est faible, par exemple de la cinquième en quatrième vitesse, dans le cas présent, demande des temps de commande des soupapes aussi courts que possible. La capacité de l'accumulateur 9 de fluide sous pression est calculée de façon que, même en cas de défaillance complète de la pompe 3, la seule réserve de l'accumulateur permette d'effectuer une commande de l'embrayage et un changement de vitesse De cette façon, on peut également réduire à un niveau très bas la puissance absorbée par l'entraînement de la pompe 3 et, de ce fait, la puissance dissipée par elle, notamment aux régimes élevés du groupe moteur. Comme le montre par ailleurs l'exemple de réalisation décrit plus en détail ci-dessus, au-delà du but recherché qui représente la base de l'invention, celle-ci prend également en compte, de manière avantageuse, des considérations d'ordre économique et de sécurité. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre illustratif et non limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 Dispositif hydraulique de commande permettant la mise sous pression de servomoteurs correspondant aux éléments de commutation des différentes vitesses d'une boîte de vitesses mécanique étagée à plusieurs rapports et, le cas échéant, à d'autres éléments de commutation, caractérisé en ce qu'un distributeur ( 12) à tiroir à trois positions distinctes est prévu, le déplacement du distributeur ( 12) à tiroir autorisant, dans chacune des positions distinctes, respectivement, le raccordement de deux des servomoteurs ( 20, 22 26) à l'une des deux conduites séparées ( 10, 11) d'alimentation en fluide sous pression, respectivement, et en ce que les conduites ( 10, 11) d'alimentation contiennent des dispositifs à soupapes ( 13, 14) de commande, destinées à établir alternativement le raccordement entre l'une ou l'autre des conduites ( 10, 11) d'alimentation et une conduite centrale ( 8) d'alimentation en fluide sous pression. 2 Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à chaque position distincte du distributeur ( 12) à tiroir, les servomoteurs ( 20, 22 26) qui, alors, ne sont pas reliés aux conduites ( 10, 11) d'alimentation, communiquent avec une conduite ( 31) de décharge menant à un réservoir ( 1) de fluide sous pression. 3 Dispositif de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le distributeur ( 12) à tiroir peut être amené, au moyen de deux dispositifs ( 15, 16) de pilotage, dans l'une ou l'autre des positions de fin de course, et en ce que des dispositifs ( 17, 18) à ressort, qui contrarient les deux dispositifs ( 15, 16) de pilotage, sont prévus, qui maintiennent le distributeur ( 12) à tiroir en position médiane lorsque les dispositifs ( 15, 16) de pilotage ne sont pas en action. 4 Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que les dispositifs ( 15, 16) de pilotage sont réalisés sous forme de dispositifs électromagnétiques de translation. Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les dispositifs ( 13, 14) à soupapes de commande sont réalisés sous forme de deux distributeurs à commande électromagnétique qui, dans une première position distincte, établissent une communication entre la conduite centrale ( 8) d'alimentation en fluide sous pression et la conduite ( 10, 11) d'alimen- tation correspondante et, dans une deuxième position dis- tincte, coupent cette communication. 6 Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'un autre dispositif à soupapes de commande (soupapes 32, 33 de commande) est prévu, qui relie une conduite ( 35) d'alimentation, qui mène vers un servomoteur ( 34) d'un embrayage du véhicule, alternativement à la conduite ( 8) d'alimentation en fluide sous pression ou à la conduite ( 31) de décharge. 7 Dispositif de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'autre dispositif à soupapes se compose de deux soupapes ( 32, 33) à commande électromagné- tique, l'une ( 32) des soupapes ouvrant, dans une première position, une communication entre la conduite ( 35) d'alimentation et la conduite ( 8) d'alimentation en fluide sous pression et interrompant cette communication dans une deuxième position, alors que l'autre soupape ( 33) de commande établit, dans une première position, une communication entre la conduite ( 35) d'alimentation et la conduite ( 31) de décharge et interrompt cette communication dans une deuxième position, et en ce que les deux soupapes ( 32, 33) de commande peuvent être commandées de telle manière que l'une des deux occupe respectivement la première position et que l'autre occupe la deuxième position, et vice versa.