Brevet FR2769677A1 — publié le 19990416

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE DE L'ALIMENTATION DES RECEPTEURS HYDRAULIQUES D'UNE TRANSMISSION AUTOMATIQUE La présente invention se rapporte à la commande des transmissions automatiques à rapports étagés à passage sous couple comportant au moins un train d'engrenages épicycloïdal contrôlé par plusieurs récepteurs hydrauliques selon des informations concernant la marche du véhicule équipé de la transmission. Elle concerne une transmission automatique dans laquelle chaque changement de rapport montant ou descendant est obtenu par la vidange d'un premier récepteur et le remplissage d'un second récepteur, munie à cet effet d'un distributeur hydraulique capable d'alimenter sélectivement les différents récepteurs selon les principes d'un pilotage en boucle fermée cinématique. Le contrôle en boucle fermée cinématique des changements de rapports d'une transmission automatique peut être mis en oeuvre en alimentant directement chaque récepteur de la transmission par une électrovanne modulante à fort débit, laissant transiter la totalité du débit de remplissage ou de vidange de chaque récepteur. Les électrovannes à fort débit sont cependant des organes de pilotage relativement coûteux et encombrants, de sorte que leurs possibilités d'intégration dans un distributeur hydraulique sont limitées. I1 a donc été proposé de remplacer ces électrovannes par des électrovannes à faible débit, pilotant des tiroirs hydrauliques amplificateurs, alimentant chacun un récepteur hydraulique. Ces dernières sont moins coûteuses que les précédentes, mais leur combinaison avec des amplificateurs hydrauliques pose le même problème de poids et d'encombrement que celles-ci. Cependant, leur utilisation systématique est en particulier difficilement compatible avec les boîtes de vitesses automatiques d'architecture transversale avant à cinq rapports de marche avant, nécessitant le pilotage d'au moins sept récepteurs hydrauliques. La présente invention vise à réduire le nombre de vannes modulantes à faible débit intervenant dans le contrôle du remplissage et de la vidange des récepteurs d'une transmission automatique. Elle concerne un procédé de contrôle de l'alimentation des récepteurs d'une transmission automatique à rapports étagés, selon lequel chaque changement de rapport montant ou descendant est obtenu par la vidange d'un premier récepteur et par le remplissage d'un second récepteur. Selon ce procédé, chaque récepteur concerné par un changement de rapport peut se trouver dans l'une des situations suivantes - vide ou à vidanger sans précaution particulière, - en phase de contrôle actif pour un remplissage en passage montant sous une première pression PL, OU - en phase de contrôle actif pour une vidange en passage montant ou un remplissage en passage descendant sous une seconde pression P2. Les mesures proposées permettent en particulier de contrôler en boucle fermée cinématique tous les changements de rapports montants et descendants d'une boîte de vitesses automatique à cinq rapports en limitant à deux le nombre des vannes modulantes à faible débit du distributeur hydraulique. Conformément à l'invention, les pressions de vidange et de remplissage des récepteurs hydrauliques qui sont permutés lors d'un passage, sont pilotées indépendamment l'une de l'autre. De préférence, les pressions PL et P2 satisfont aux relations suivantes L'invention concerne également un dispositif de contrôle de l'alimentation des récepteurs hydrauliques d'une transmission automatique à rapports étagés à passage sous couple comportant au moins un train d'engrenages épicycloïdal contrôlé par plusieurs récepteurs hydrauliques selon des informations concernant la marche du véhicule équipé de la transmission. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'au moins deux des récepteurs sont alimentés au travers d'un premier tiroir à deux positions, dont l'une met inconditionnellement le récepteur concerné à la bâche, et l'autre le connecte soit à une première pression PL, soit à une seconde pression P2, en fonction de la position d'un second tiroir à deux positions. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple d'application privilégiée, mais non limitative, de celle-ci au cas d'une transmission automatique à cinq rapports de marche avant, illustrée par les dessins annexés, sur lesquels - les figures 1 et 2 représentent le schéma fonctionnel et le diagramme de RAVIGNEAUX de la transmission en question, - la figure 2bis présente la table de commutation de celle ci en régime permanent et pour tous les régimes transitoires, - la figure 3 représente de façon simplifiée et non limitative un distributeur hydraulique conforme à l'invention, et - la figure 4 se rapporte aux moyens de régulation de la seconde pression modulée P2 mis en oeuvre dans un tel distributeur. La transmission automatique dont l'architecture est illustrée par la figure 1 comporte sur son arbre d'entrée 1 un double train planétaire simple 2, 3, dont la sortie 4 attaque l'entrée 6 d'un train réducteur additionnel 7. Cette boîte de vitesses à cinq rapports est en réalité constituée d'une boîte de vitesses de base à quatre rapports 8, du type à deux embrayages E1, E2, et trois freins F1, F2, F3, dont la sortie 4 entraîne un train réducteur simple 7, actif sur les trois premiers rapports, et bloqué sur les quatrième et cinquième rapports de marche avant. Le train additionnel 7 est contrôlé par un troisième embrayage E3, un quatrième frein F4, et une roue libre RL, montée en parallèle avec le frein F4, pour simplifier certains passages. Le diagramme de la figure 2 illustre le fonctionnement de cette boîte et l'étagement des rapports, tandis que le tableau des commutations de la figure 2bis met en évidence la situation de tous les récepteurs hydrauliques E1, E2 E3, F1-F2, F3, F4, de la roue libre RL et de l'absorbeur de débit Abs dans chaque état stable, N (neutre), 1 à 5 (rapports de marche avant), R (marche arrière) et dans chaque état transitoire de la boite, Db (débrayage à l'arrêt), R/N, N/1, 1/2, 2/3, 3/4, 4/5, 5/3, 4/2, 3/1, 5/4, 4/3, 3/2, 2/1, 1/N, et N/R. Dans ce tableau, X signifie que le récepteur est actif, mais que son état ne change pas pendant la transition considérée, le signe + signifie que le récepteur est en phase de remplissage, et le signe - signifie que celui-ci est en phase de vidange. A titre d'exemple, on voit que lors du passage 1/2, E1 est en phase de vidange, E2 est en phase de remplissage, et F3 et F4 restant remplis (le X dans la colonne RL indiquant que la roue libre coopère de manière non prééminente avec le frein F4). Enfin, il faut noter que l'embrayage E3 et le frein F1 sont remplis en parallèle à l'absorbeur de débit lors des passages 3/4 et 4/5. Selon l'état de la technique connue, on sait que pour effectuer un passage 1/2 conformément à ce tableau, il faut commencer par remplir l'embrayage E2, puis, au moment approprié, vidanger l'embrayage E1. Plus précisément, lorsque le couple transmis par E2 croît, le couple transmis par E1 doit décroître dans la même proportion, jusqu'à s'annuler au point dit point de roue libre . Ce point correspond, à très peu de choses près, au maximum de la vitesse turbine atteint pendant le passage. Par conséquent, il est avantageux de contrôler la chute de pression dans E1 en fonction de la montée de pression dans E2 pour accompagner la baisse du couple à transmettre par El, au fur et à mesure de la montée de la pression dans E2, et d'annuler la pression envoyée dans E1 à l'instant du point de roue libre (identifié par le maximum de la vitesse turbine), pour libérer complètement E1. Pour effectuer un passage 2/1, conformément au même tableau, il faut au contraire vidanger l'embrayage E2 et remplir l'embrayage E1 pour le serrer juste au moment où la turbine atteint la nouvelle vitesse de synchronisme sur le premier rapport, de manière à pouvoir alors transmettre le couple par E1 sans glissement. I1 est donc avantageux de préremplir l'embrayage E1 en configuration d'accostage au moyen d'une pression réduite pendant la phase d'accélération de la turbine, de manière à prépositionner l'embrayage en position d'accostage, puis, à l'instant de détection du synchronisme sur le premier rapport, de faire monter très rapidement la pression envoyée dans E1, de façon à lui permettre de transmettre la totalité du couple qui lui échoit. D'une manière générale, on peut considérer qu'un récepteur hydraulique est, soit vide, soit à vidanger sans précaution particulière, soit en phase de contrôle actif (vidange contrôlée pour un passage montant, remplissage contrôlé pour un passage montant ou descendant). Sur le tableau de commutation de la figure 2bis, on voit que les récepteurs E2, E3, F1, sont vidangés uniquement lors de passages descendants, et remplis uniquement lors de passages montants. A l'inverse, les récepteurs F2 et F4 sont vidangés uniquement lors de passages montants et remplis uniquement lors de passages descendants. On voit également que le récepteur F3 est rempli à la fois lors d'un passage montant ((N/1), et lors de passages descendants (4/2, 3/1, 3/2), et vidangé à la fois au cours d'un passage montant (2/3 ) et d'un passage descendant (1/N), et que le récepteur E1 est vidangé à la fois lors de passages montants (débrayage à l'arrêt, 1/2, 4/5) et de passages descendants (4/2, 3/2), et rempli à la fois lors d'un passage montant 2/3, et lors de passages descendants 2/1, 5/3, 5/4. Comme indiqué ci-dessus, le fonctionnement de la boîte illustrée par les figures suppose que chaque récepteur puisse être placé dans les états suivants : vide, en vidange sans précaution particulière, en vidange contrôlée pour un passage montant, ou en remplissage contrôlé pour un passage descendant. Pour que l'ensemble des récepteurs de la boîte puissent satisfaire à ces conditions, et en particulier que les récepteurs E1 et F3 puissent répondre aux conditions imposées par toutes les situations décrites par le tableau, l'invention prévoit que le distributeur hydraulique délivre selon les circonstances deux pressions PL et P2 modulables indépendamment l'une de l'autre. Conformément à l'invention, ces deux pressions sont dirigées vers les récepteurs E1 et F3 de la façon suivante: remplissage contrôlé lors des passages montants sous la première pression PL, et vidange contrôlée lors des passages montants ou remplissage lors des passages descendants sous la seconde pression P2. Cette disposition permet aux récepteurs E1 et F3 de satisfaire aux conditions d'état mentionnées ci-dessus, comme le montrent les séquences repérées d'une flèche dans le tableau de la figure 2bis, où ils doivent être alimentés par la seconde pression P2, tandis que c'est la première pression PL qui est en cause dans les autres séquences où ces récepteurs sont impliqués. En référence à ce qui précède, l'invention prévoit également que les deux pressions modulées PL et P2 générées par le système hydraulique de la boîte de vitesses soient définies par les relations suivantes Pour les passages montants N/N+1 (N = 1 à 4), la pression dans le récepteur qui est en phase de vidange est la pression P2, sauf pour les passages pour lesquels la roue libre est active. Pour le passage N/1, c'est la pression P2, qui assure le remplissage de l'embrayage E1. Pour les passages montants N/N+1 (N = 1 à 4), c'est par la pression PL que se fait le remplissage du récepteur concerne, seul ou en parallèle avec l'absorbeur de débit ou accumulateur. Enfin, pour les passages descendants N/N-1, le récepteur qui transmet le couple en fin de passage, à l'instant du synchronisme, est alimenté par la pression P2. La pression PL, OU pression de ligne, est une image directe du couple turbine. Sa variation peut notamment être gérée comme indiqué dans la publication EP 0 187 051, par une électrovanne modulatrice, qui établit une pression modulée sur la section différentielle d'une vanne de régulation de pression. Pour établir la seconde pression P2, on peut utiliser de façon non limitative les moyens illustrés par la figure 4, comprenant une électrovanne modulante 9, alimentée par une pression constante P3, et délivrant une pression modulée Pin2, dont la valeur est déterminée en temps réel par le calculateur de la boîte de vitesses automatique (non représenté). La pression Pm2 est dirigée sur l'extrémité à gros diamètre 11, d'un tiroir de régulation 12. La pression PL est dirigée sur une première chambre 13 associée au tiroir 12, de telle manière que la seconde portée 14 de celui-ci forme avec une seconde chambre 16 une lèvre de régulation 17, permettant de créer la seconde pression P2 : en effet, la seconde chambre 16 est mise en communication avec une troisième chambre 18, dans laquelle débouche l'extrémité de petit diamètre 19 du tiroir 2. Dans une quatrième chambre 21, un ressort 22 coopère avec la poussée exercée par la pression P2 sur l'extrémité de petit diamètre 19. Conformément à l'invention, la relation (ii) est vérifiée par exemple en choisissant To représentant la tare en place du ressort 9, et S/s le rapport des sections extrêmes du tiroir 2. On a alors On dispose ainsi de deux pressions PL et P2 modulables à volonté indépendamment l'une de l'autre : cette particularité permet de piloter indépendamment l'une de l'autre les pressions de vidange et de remplissage des récepteurs hydrauliques qui sont permutés lors d'un passage, condition nécessaire pour réaliser tous les changements de rapports en boucle fermée cinématique. En se référant à nouveau aux passages 1/2 et 2/1, on peut noter que l'invention prévoit de faire chuter de manière contrôlée la pression P2 dans E1 jusqu'au maximum de vitesse turbine lors du passage 1/2. Pour le passage 2/1, elle prévoit au contraire de préremplir l'embrayage E1 sous une faible valeur de P2 puis de faire monter très rapidement la pression P2 à la valeur PL, lorsque le point de synchronisme du premier rapport est atteint. Comme indiqué sur la figure 4, chaque récepteur E1 et F3 est alimenté au travers d'un tiroir récepteur B et D à deux positions. Le tiroir B est actionné par une électrovanne tout ou rien (non représentée). Conformément à l'invention, l'une des deux positions des tiroirs B et D relie le récepteur concerné à la bâche (position de vidange sans précaution particulière), tandis que son autre position connecte le récepteur concerné à la sortie d'un autre tiroir Q à deux positions, la sortie en question étant reliée, en fonction de la position du tiroir Q (également actionné par une électrovanne tout ou rien) soit à la pression PL, soit à la pression P2. En conclusion, on voit que: - en générant deux pressions modulées, PL et P2, telles que définies par les relations (i) et (ii), et - en alimentant certains récepteurs à travers un tiroir à deux positions, dont l'une met inconditionnellement le récepteur à la bâche, et l'autre le connecte, soit à la pression PL, soit à la pression P2, en fonction de la position d'un second tiroir à deux positions, il est possible d'effectuer tous les changements de rapport d'une boîte de vitesses automatique, selon le principe du contrôle en boucle fermée cinématique. Le procédé de contrôle proposé par l'invention est applicable à tout type de boîte de vitesses automatique, quelle que soit la cinématique de son train planétaire. Sa mise en oeuvre suppose simplement le respect du principe de l'agencement de tiroirs de distribution illustré à l'aide de la figure 3, en référence à une boîte de vitesses à cinq rapports de marche avant. On a vu, en effet, que les mesures spécifiques à ce procédé ne concernent que les récepteurs El et F3 de cette boîte, car ils sont les seuls à devoir recevoir, selon les circonstances, l'une ou l'autre des pressions PL et P2 les autres récepteurs (par exemple E2 ou F2 dans l'exemple décrit) ne nécessitant pas pour eux-mêmes le respect d'un tel agencement, car ils ne sont amenés à recevoir que l'une ou l'autre de ces deux pressions. Enfin, il faut rei-enir que l'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans une boîte de vitesses disposant d'une fonction de débrayage à l'arrêt selon laquelle on fait glisser de manière contrôlée un embrayage en position de premier rapport pour réaliser le débrayage à l'arrêt, puisqu'il suffit alors d'alimenter cet embrayage par la seconde pression P2 REVENDICATIONS [1] Procédé de contrôle de l'alimentation des récepteurs d'une transmission automatique à rapports étagés, selon lequel chaque changement de rapport montant ou descendant est obtenu par la vidange d'un premier récepteur et le remplissage d'un second récepteur, caractérisé en ce que chaque récepteur concerné par un changement de rapport peut se trouver dans l'une des situations suivantes - vide ou à vidanger sans précaution particulière, - en phase de contrôle actif pour un remplissage en passage montant sous une première pression PL, OU - en phase de contrôle actif pour une vidange en passage montant ou un remplissage en passage descendant sous une seconde pression P2. [2] Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pressions de vidange et de remplissage des récepteurs hydrauliques qui sont permutés lors d'un passage, sont pilotées indépendamment l'une de l'autre. [3] Procédé de contrôle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux pressions PL et P2 satisfont aux relations suivantes [4] Procédé de contrôle selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la première pression PL est une pression de ligne, dont la valeur dépend directement du couple turbine, tandis que la seconde pression P2 est obtenue en dirigeant la première pression PL à travers un tiroir de régulation contrôlée. [5] Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour les passages montants N/N+1, la pression dans le récepteur vidangé est la seconde pression P2, sauf pour les passages pour lesquels la roue libre est active. [6] Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour le passage N/1, le remplissage du récepteur concerné est assuré par la seconde pression P2. [7] Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le remplissage du récepteur concerné pour les passages montants N/N+1, sur les quatre premiers rapports de la transmission, le remplissage du récepteur concerné est assuré par la première pression PL. [8] Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour les passages descendants N/N-1 le remplissage du récepteur concerné est assuré par la seconde pression P2. [9] Procédé de contrôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en en ce que l'embrayage qu'on souhaite faire glisser en position de premier rapport pour réaliser le débrayage à l'arrêt de la transmission, est alimenté par la seconde pression P2. [10] Dispositif de contrôle de l'alimentation des récepteurs hydrauliques d'une transmission automatique à rapports étagés à passage sous couple comportant au moins un train d'engrenages épicycloïdal contrôlé par plusieurs récepteurs hydrauliques selon des informations concernant la marche du véhicule équipé de la transmission, caractérisé en ce qu'au moins deux des récepteurs sont alimentés au travers d'un premier tiroir à deux positions, dont l'une met inconditionnellement le récepteur concerné à la bâche, et l'autre le connecte soit à une première pression PL, soit à une seconde pression P2, en fonction de la position d'un second tiroir à deux positions. [11] Dispositif de contrôle selon la revendication 9, caractérisé en ce que le premier tiroir à deux positions et/ou le second tiroir à deux positions sont actionnés par des électrovannes tout ou rien.