Brevet FR2798173A1 — publié le 20010309

I La présente invention concerne des systèmes de transmission auto- matique, et des systèmes de transmission comportant un accouplement en tant qu'embrayage d'entraînement principal, des moyens d'actionnement de l'embrayage servant à commander l'état d'enclenchement de l'embrayage, une boîte de vitesses à rapports multiples, un mécanisme d'engagement de vitesse pour l'engagement d'un rapport actif dans la boîte de vitesses, un sélecteur de mode de marche pouvant être actionné par un conducteur et permettant au conducteur de sélectionner la position neutre ou un mode de marche avant. Dans la demande de brevet allemand DE 1991132 il est proposé un système de transmission automatique, dans lequel un démarrage à partir de l'état d'arrêt peut être activé pour une vitesse accrue du moteur, par accroissement de la vitesse du moteur alors que le sélecteur du mode de marche avant est dans la position neutre. Le déplacement du sélecteur du mode de marche avant pour son positionnement dans le mode de marche avant amène alors le système de transmission à enclencher un pignon de démarrage et d'enclencher l'embrayage d'une manière commandée. Bien que ce système puisse fournir un démarrage plus rapide que l'exécution d'un démarrage à la vitesse de ralenti, puis l'ouverture du papillon des gaz, il existe encore un retard après l'exécution du démarrage pour l'enclenche- ment de la vitesse de démarrage. Le but de la présente est de fournir un système de transmission tel que décrit précédemment, qui réduit ou supprime les inconvénients mentionnés précédemment. La présente invention fournit un système de transmission automatique fournissant des possibilités permettant d'exécuter des démarrages sportifs ou des démarrages de course. Selon un aspect de la présente invention, un système de transmission automatique comprend un accouplement en tant qu'embrayage d'entraîne- ment principal, des moyens d'actionnement de l'embrayage servant à commander l'état d'enclenchement de l'embrayage, une boîte de vitesses à rapports multiples, un mécanisme d'engagement de vitesse pour l'engage- ment d'un rapport actif dans la boite de vitesses, un sélecteur de mode de marche pouvant être actionné par un conducteur et permettant au conducteur de sélectionner la position neutre ou un mode de marche, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de commutation pour exécuter un démarrage à une vitesse élevée et des moyens de commande électronique pour commander les moyens d'actionnement de l'embrayage, que les moyens de commande sont adaptés pour désenclencher l'embrayage pour l'engagement d'une vitesse supérieure lors du déplacement du sélecteur du mode de marche depuis le neutre dans un mode de marche, et pour commander, dans le premier mode, un réenclenchement de I'embrayage en fonction de la vitesse du moteur, que les moyens de commande comprennent également des moyens pour détecter l'actionnement d'un frein du véhicule, et que, dans un second mode, les moyens de commande sont adaptés pour, lors de l'actionnement du frein et des moyens de commutation, permettre un accroissement de la vitesse du moteur sans réenclenchement de l'embrayage, les moyens de commande étant adaptés, dans le second mode, pour amener les moyens d'action- nement de l'embrayage à réenclencher l'embrayage, lors de la libération des moyens de commutation. Conformément à la présente invention, le démarrage à une vitesse élevée peut être déclenché par l'actionnement du frein du véhicule et des moyens de commutation après le déplacement du sélecteur de mode de marche avant de la position neutre jusqu'à un mode de marche avant pour l'enclenchement d'une vitesse de démarrage. Dans ce second mode, la vitesse du moteur peut être accrue alors que la vitesse de démarrage est engagée, sans réenclenchement de l'embrayage conformément à la procédure de démarrage normal. L'enclenchement de l'embrayage peut alors être déclenché par libération des moyens de commutation. De préférence avec des systèmes de transmission semi-automatique ou entièrement automatique, la vitesse de démarrage peut être sélec- tionnée de façon automatique lors du déplacement du sélecteur de mode de marche avant. Avec des transmissions entièrement automatiques, la vitesse peut être sélectionnée de façon automatique par l'unité de commande, de sorte que le conducteur n'a pas besoin d'intervenir dans la sélection de la vitesse au moins dans un mode de fonctionnement de la transmission. Cependant avec des systèmes de transmission manuels avec un embrayage automatique, la vitesse de démarrage est sélectionnée manuellement par déplacement du sélecteur de mode de marche avant. Conformément à une autre forme de réalisation de l'invention, pour des moteurs à turbocompresseur à gaz d'échappement, lorsque le frein et les moyens de commutation sont actionnés, les moyens de commande peuvent permettre un préenclenchement partiel de l'embrayage pour charger le moteur et accroître la pression du turbocompresseur. Conformément à une forme de réalisation préférée de l'invention, le frein et les moyens de commutation doivent être actionnés pendant un intervalle de temps prédéterminé, de façon typique pendant 5 secondes avant que le démarrage à une vitesse élevée soit déclenché. Un avertis- sement audible et/ou visuel peut être délivré à la fin de cette période pour indiquer au conducteur que le démarrage dans un mode à vitesse élevée est activé. Après cette activation, le frein peut être libéré et les moyens de commutation ne sont pas libérés sauf si le réenclenchement de l'embrayage est requis. De préférence pour des systèmes de transmission semi-automatique, les moyens de commutation utilisés pour déclencher le démarrage à une vitesse élevée et commander le réenclenchement de l'embrayage dans ce mode sont le commutateur de sélection de rapport. On peut utiliser d'autres moyens de commutation, par exemple un commutateur de blocage de frein du type que l'on trouve dans des voitures de rallye ou des moyens de commutation dédiés. Lors de la libération des moyens de commutation, le réenclenchement de l'embrayage est commandé de manière à fournir une accélération maxi- male, de préférence avec un démarrage en marche avant en douceur, ce qui évite une usure excessive et une surchauffe de l'embrayage, et évite un calage du moteur. En outre l'embrayage peut être commandé de manière à produire une commande de traction à couple positif pour éviter un patinage des roues. D'autres caractéristiques avantageuses de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 montre une vue schématique d'un système de transmission semi-automatique conforme à la présente invention; - la Figure 2 représente un organigramme illustrant les étapes mises en oeuvre lors de la commande de la transmission conformément à la présente invention; et - la Figure 3 représente un tracé typique de variations de la vitesse du moteur et de la vitesse d'entraînement du disque d'embrayage en fonction du temps, pour un démarrage à une vitesse élevée du moteur avec le système de transmission représenté sur la Figure 1. La Figure 1 des dessins annexés représente un moteur 10 comportant un démarreur et un circuit O10a qui est associé au démarreur et est couplé par l'intermédiaire de l'embrayage à friction principal de marche avant 14 et un arbre 15 d'entrée de la boîte de vitesses à une transmission à plusieurs vitesses 12 par exemple une transmission à trois arbres, comprenant plu- sieurs rapports de transmission synchronisés. Le carburant est envoyé au moteur au moyen d'un dispositif 16 à papillon des gaz, qui comporte un papillon des gaz 18 actionné par une pédale d'accélérateur 19. L'invention est également applicable à un moteur à essence ou à un moteur diesel à injection électronique ou mécanique du carburant. L'embrayage 14 est actionné par une fourche de libération 20, qui est actionnée par un cylindre récepteur hydraulique 22, sous la commande de moyens 38 de commande de l'actionneur actionnant l'embrayage. Un levier de sélection de rapport de vitesse 24 fonctionne dans une porte 50, comme par exemple une voie de coulisse, comportant deux branches 51 et 52 réunies par une piste transversale 53 s'étendant entre l'extrémité de la branche 52 et une partie intermédiaire entre les extrémités de la branche 51. La porte 50 définit cinq positions: "R" à l'extrémité de la branche 52; "N" dans une zone intermédiaire entre les extrémités de la piste transversale 53; "S" au niveau de la jonction de la branche 51 avec la piste transversale 53; et "+" et "-" aux extrémités de la branche 51. Dans la branche 51, le levier 24 est sollicité vers la position centrale "S". La position "N" du levier de sélection 24 correspond à la position neutre; "R" correspond à la sélection de la marche arrière; "S" correspond à la sélec- tion d'un mode de marche; un déplacement momentané du levier vers la position "+" produit une commande qui amène la boîte de vitesses à passer au rapport de vitesse supérieur; et un déplacement momentané du levier de vitesse 24 vers la position "-" produit une commande servant à pro- voquer la rétrogradation de la boîte de vitesses et ce d'un rapport de vitesse. Les positions du levier 24 sont détectées par une série de capteurs, par exemple des micro-commutateurs ou des capteurs optiques, disposés autour de la porte 50. Les signaux provenant des capteurs sont envoyés à l'unité de commande électronique 36. Un signal de sortie délivré par l'unité de commande 36 commande un mécanisme d'engagement de vitesse 25, qui réalise l'engagement des rapports de vitesse de la boîte de vitesses 12, conformément au déplacement du levier de sélection 24 par le conducteur du véhicule. Le mécanisme 25 d'engagement de rapport peut comporter par exemple des pistons hydrauliques et des soupapes de commande électro- magnétiques pour déplacer des éléments de sélection pour l'engagement et le désengagement de différents rapports de vitesse, par exemple comme cela est décrit dans la description de brevet WO 97/05410 du présent déposant. En plus des signaux délivrés par le levier 24 de sélection de vitesse ou de rapport, I'unité de commande 36 reçoit les signaux suivants: - un signal provenant du capteur 19a et indiquant du degré d'enfonce- ment de la pédale d'accélérateur 19; - un signal provenant d'un capteur 30 et indiquant le degré d'ouverture du papillon des gaz 18; - un signal provenant du capteur 26 et indiquant la vitesse du moteur; - un signal provenant du capteur 42 et indiquant la vitesse du disque entraîné de l'embrayage; - un signal provenant du capteur 34 et indiquant la position du cylindre récepteur de l'embrayage; et - un signal provenant du capteur 32 et indiquant le rapport de vitesse sélectionné. L'unité de commande 36 utilise des signaux provenant de ces capteurs pour commander l'actionnement de l'embrayage 14 lors du démarrage à partir de l'état arrêté et des changements de rapport, par exemple comme cela est décrit dans les descriptions des brevets EP0038113, EP0043660, EP0059035, EP0101220 et W092/13208. En plus des capteurs mentionnés précédemment, l'unité de commande 36 reçoit également des signaux provenant d'un système 52 de capteur de freinage sans blocage, d'un contacteur d'allumage 54 et d'un interrupteur de frein 56 associé au système principal de freinage, par exemple la pédale de frein 58 du véhicule. Un vibreur 50 est raccordé à l'unité de commande 36 pour avertir / indiquer au conducteur du véhicule l'apparition de certaines conditions de fonctionnement. En plus ou à la place du vibreur 50, une lumière cligno- tante d'avertissement ou d'autres moyens indicateurs peuvent être utilisés. Un indicateur 60 du rapport de vitesse est également prévu pour indiquer le rapport de vitesse sélectionné. Avec le système décrit précédemment, lorsque le véhicule est à I'arrêt, un démarrage du moteur 10 sous l'effet de l'actionnement du contacteur d'allumage 54, active le système de transmission et l'unité de commande, et l'unité de commande 36 amène les moyens 38, 22, 20 d'actionnement de l'embrayage à désenclencher l'embrayage 14. Le déplacement du levier de changement de vitesse 24 de la position neutre "N" jusque dans la position de marche "S" ou dans la position de marche arrière "R" amène alors l'unité de commande 36 à actionner le mécanisme 25 d'engagement du rapport à engager respectivement le rapport de vitesse de marche avant le plus faible (premier rapport) ou le rapport de marche arrière. Lors de l'enfoncement de la pédale d'accélérateur 19 pour faire démarrer le véhicule, I'unité de commande 36 amène alors les moyens 38, 22, 20 d'actionnement de l'embrayage à réenclencher l'embrayage 14, pour faire démarrer le déplacement de marche avant. Le réenclenchement de l'embrayage 14 exécuté de cette manière est commandé par l'unité de commande 36, de la manière décrite par exemple dans EP0038113; EP0043660; EP0696341 ou EP0735957, de manière à garantir un démarrage en douceur de la marche avant. Le démarrage à une vitesse élevée du moteur peut être également obtenu par enfoncement de la pédale de l'accélérateur avant le /'déplace'ment du levier de changement de vitesse 24 de la position neutre "N" jusque dans la position de marche "S" ou la position de marche arrière "R". Un réenclenchement de l'embrayage peut alors être commandé par I'unité de commande 36, de la manière décrite dans EP0043660, EP0696341 ou DE19911332.7. Le démarrage à une vitesse élevée du moteur, exécuté de cette manière, est utilisé principalement lorsque la transmission est sous charge, par exemple lorsque le véhicule démarre en côte ou effectue un remorquage, mais fournit également un démarrage rapide si cela est requis. Néanmoins, des procédures normales de démarrage du type décrit précédemment ne peuvent pas être comparées à des démarrages de conduite sportive ou à des démarrages de course que l'on peut obtenir avec un système de transmission manuelle. Avec le système de transmission selon la présente invention, un démarrage sportif ou de course peut être déclenché par enfoncement de la pédale de frein 58 et retenue du levier de changement de vitesse 24 dans la position de rétrogradation "-" pendant une période prédéterminée, de façon typique 5 secondes, après déplacement du levier de changement de vitesse 24 de la position neutre "N" jusque dans la position de mode de marche "S". Une fois que la période prédéterminée s'est achevée, l'unité decommande 36 active le vibreur 50' pour fournir un avertissement audible confirmant le fait que le mode de démarrage sportif ou de course a été déclenché. De façon typique le démarrage audible possède une durée d'une seconde. Après l'activation du mode dedémarrage sportif ou de course, on peut enfoncer la pédale d'accélérateur du véhicule pour augmenter la vitesse du moteur, sans enclencher l'embrayage 14. Le véhicule peut alors démarrer avec une vitesse élevée du moteur, sous l'effet de la libération du levier de changement de vitesse 24. Le frein 58 peut être libéré à tout moment après l'exécution de démarrage sportif ou de course. Conformément à la présente invention, I'embrayage 14 est désenclen- ché et la première vitesse est enclenchée lorsque le levier de changement de vitesse 24 est déplacé depuis la position neutre "N" jusque dans la position de mode de marche "S". Cependant l'embrayage 14 reste désenclenché jusqu'à ce que le levier de changement de vitesse 24 soit libéré de la position de rétrogradation "-". On peut par conséquent obtenir un démarrage sportif ou de course similaire à celui pouvant être obtenu avec une transmission manuelle. Lors de la libération du levier de changement de vitesse 24 à partir de la position de rétrogradation "-", les moyens de commande 26 commandent les moyens 38, 22, 20 d'actionnement de l'embrayage pour réenclencher l'embrayage selon un profil prédéfini de manière à obtenir une accélération optimale du véhicule en douceur à partir de l'état de repos, tout en évitant une usure excessive et une surchauffe de l'embrayage 14 et un calage du moteur du véhicule. Pour obtenir ceci, on peut réenclencher initialement I'embrayage 14 assez rapidement de manière à réduire la vitesse du moteur à une valeur prédéterminée, ce qui permet de réduire la différence de vitesse entre le disque d'entraînement et le disque entraîné de l'embrayage 14 et de réduire l'usure et l'échauffement de cet embrayage. Ceci empêche également un emballement du moteur et rend également disponible un couple plus élevé pour l'accélération du véhicule. Le réenclenchement de l'embrayage 14 peut être commandé ultérieurement pour le maintien d'une accélération optimale, alors que la vitesse du moteur est maintenue au- dessus d'une valeur minimale prédéterminée de manière à éviter un calage du moteur. En outre le réenclenchement de l'embrayage peut être commandé par les moyens de commande 36 pour produire une commande de traction à couple positif, afin d'éviter un patinage des roues. À cet effet le patinage des roues peut être détecté par le système 52 formant capteur de freinage sans blocage, lorsque par exemple la vitesse d'une roue motrice dépasse celle d'une roue non motrice, de plus d'une valeur prédéterminée, de façon typique 50 tr/mn. La commande de traction à couple positif exécutée de cette manière peut cependant nécessiter des différences de vitesse plus élevées entre les plateaux d'embrayage 14, ce qui conduit à une usure et un échauffement accrus. La Figure 3 représente un tracé typique de variation de la vitesse Ve du moteur et de la vitesse Vdp du plateau entraîné de l'embrayage, en fonction du temps, et montre la réduction initiale de la vitesse Va du moteur à la suite d'une demande de démarrage par libération du levier de chan- gement de vitesse 24 à l'instant to et la vitesse Ve du moteur et la vitesse Vdp du plateau entraîné, lorsqu'elles se rejoignent. Comme cela est représenté sur la Figure 2, l'unité de commande 36 contrôle la position du frein 58 et du levier de changement de vitesse 24 pour déterminer si un démarrage sportif ou un démarrage de course a été déclenché ou non. Lors de l'enfoncement de l'accélérateur 19, I'unité de commande 36 déclenche alors une procédure de démarrage normal si le démarrage sportif ou de course n'a pas été déclenché; ou déclenche une procédure de mode de démarrage sportif ou de course si ledit mode a été déclenché. Conformément à une autre forme de réalisation de l'invention, dans laquelle le moteur 10 est alimenté par le turbocompresseur à gaz d'échap- pement, lors de l'actionnement du frein 58 et du déplacement du levier de changement de vitesse 24 dans la position de rétrogradation "-", pour déclencher un mode de démarrage sportif ou de course, l'unité de com- mande 36 amène les moyens 38, 22, 20 d'actionnement de l'embrayage à réenclencher partiellement l'embrayage 14 pour charger le moteur 10 de sorte qu'un accroissement de la vitesse du moteur augmente la pression du turbocompresseur. Avec ce mode de fonctionnement, le frein 58 doit être maintenu serré jusqu'à ce que le démarrage soit souhaité. Un réenclenchement partiel de l'embrayage 14 de cette manière peut être commandé par l'unité de commande 36 pour produire un niveau de couple prédéterminé. Sinon, un préenclenchement de l'embrayage 14 est commandé par l'unité de commande 36 pour délivrer une pression prédéterminée du turbocompresseur, en utilisant un capteur de pression et un circuit de commande en boucle fermée. Différentes modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de l'invention, et par exemple, alors que dans la forme de réalisation précédente on utilise des moyens hydrauliques pour actionner les moyens d'actionnement d'embrayage et le mécanisme d'engagement de rapports de vitesse, on peut utiliser des actionneurs hydrauliques, pneumatiques ou électriques, par exemple des moteurs électriques ou des électroaimants, comme cela est décrit par exemple dans DE19504847; W097/10456 ou DE19734023. Les revendications annexées à la présente demande sont des propositions de formulation, sans préjudice de l'obtention d'une protection par brevet qui continue. La demanderesse se réserve le droit de revendiquer d'autres caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques qui ne sont jusqu'ici exposées que dans la description et/ou les dessins. Des références employées dans des sous-revendications concernent d'autres développements de l'objet de la revendication principale sur la base des caractéristiques spécifiées dans les sous revendications respectives; il ne faut pas les considérer comme un renoncement à l'obtention d'une protection autonome de l'objet des caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques des sous revendications concernées. Étant donné que par rapport à l'état de la technique à la date de priorité, les sous-revendications peuvent constituer des inventions individuelles et autonomes, la demanderesse se réserve le droit de les utiliser en tant qu'objet de revendications indépendantes ou de caractéristiques distinctives. Les objets de ces sous revendications peuvent également constituer des inventions autonomes qui représentent une configuration indépendante des objets des sous-revendications précédentes. Des exemples de formes de réalisation ne doivent pas être considérés comme des limitations de l'invention. Au contraire, dans le cadre de la présente description, il est possible d'utiliser de nombreuses variantes et Il modifications, en particulier des variantes, éléments et combinaisons et/ou matériaux, qui, par exemple par combinaison ou modifications de caractéris- tiques, d'éléments ou de procédés décrits individuellement en combinaison avec la description générale, des exemples de formes de réalisation et des dessins et les revendications, seraient acceptés par les spécialistes de ce domaine en tant que solution des objectifs indiqués et, par combinaison de telles caractéristiques, conduiraient à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédés ou à de nouvelles séquences d'étapes de procédés, également dans la mesure o elles concernent des procédés de fabrication, de contrôle et de fonctionnement. REVE N DICATIONS 1. Système de transmission automatique comprenant un accouplement en tant qu'embrayage d'entraînement principal (14), des moyens (22,38) d'actionnement de l'embrayage servant à commander l'état d'engagement de l'embrayage, une boîte de vitesses à rapports multiples, un mécanisme d'engagement de vitesse pour l'engagement d'un rapport actif dans la boîte de vitesses, un sélecteur de mode de marche pouvant être actionné par un conducteur et permettant au conducteur de sélectionner la position neutre ou un mode de marche, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de commutation pour exécuter un démarrage à une vitesse élevée et des moyens de commande électronique pour commander les moyens d'actionnement de l'embrayage, que les moyens de commande sont adaptés pour désengager l'embrayage pour l'engagement d'une vitesse de démarrage lors du déplacement du sélecteur du mode de marche depuis le neutre dans un mode de marche, et pour commander, dans un premier mode, un ré- engagement de l'embrayage en fonction de la vitesse du moteur, que les moyens de commande comprennent également des moyens pour détecter l'actionnement d'un frein du véhicule, et que, dans un second mode, les moyens de commande sont adaptés pour, lors de I'actionnement du frein et des moyens de commutation, permettre un accroissement de la vitesse du moteur sans ré-engagement de l'embrayage, les moyens de commande étant adaptés, dans le second mode, pour amener les moyens d'actionnement de l'embrayage à ré-engager l'embrayage, lors de la libération des moyens de commutation. 2. Système de transmission automatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le frein et les moyens de commutation doivent être activés pendant un intervalle de temps prédéterminé avant que le second mode soit déclenché. 3. Système de transmission automatique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un avertissement audible et/ou visuel (50') est délivré à la fin de l'intervalle de temps prédéterminé. 4. Système de transmission automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de commutation comprennent un sélecteur de vitesse d'un système de transmission semi- automatique, un commutateur de blocage des freins ou un commutateur dédié. 5. Système de transmission automatique selon l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisé en ce que, lors de la libération des moyens de commutation, I'embrayage est ré-engagé conformément à un profil prédéterminé. 6. Système de transmission automatique selon la revendication 5, caractérisé en ce que lors de la libération des moyens de commutation, l'embrayage est initialement ré-engagé rapidement de manière à réduire la vitesse du moteur à une valeur prédéterminée. 7. Système de transmission automatique selon l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que, lors de la libération des moyens de commutation, l'embrayage est ré-engagé pour maintenir la vitesse du moteur au-dessus d'une valeur minimale prédéterminée. 8. Système de transmission automatique selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que lors de la libération des moyens de commutation, I'embrayage est ré-engagé afin d'éviter un patinage de roue. 9. Système de transmission automatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, lors de l'actionnement du frein et des moyens de commutation, l'embrayage est partiellement pré-engagé pour charger le moteur.