Brevet FR2797613A1 — publié le 20010223

La présente invention concerne des transmissions manuelles auto- matisées ou semi-automatiques mais pourrait être appliquée à des trans- missions entièrement automatisées. Lesdits systèmes de transmission comprennent un embrayage d'entraînement principal, tel un embrayage de démarrage et/ou un embrayage de changement de vitesses, et des moyens d'activation d'embrayage pour commander l'état d'accouplement de l'embrayage, une boîte de vitesses à rapports multiples et un mécanisme de sélection de rapport pour sélectionner un rapport actif de la boîte de vitesses. Le brevet britannique GB 2302377B présente un système de trans- mission manuelle automatisée doté de moyens de commande prioritaire automatisée sur un rapport de multiplication sélectionné manuellement, par lesquels cette commande prioritaire accorde la priorité à un signal plutôt qu'à un autre signal ou passe outre à celui-ci, ainsi que de moyens pour sélectionner un rapport plus approprié aux conditions de fonctionnement du moment si une condition de fonctionnement prédéterminée survient alors qu'on est en mode manuel. On peut citer diverses conditions de fonctionnement typiques au cours desquelles un tel système passerait automatiquement outre au rapport sélectionné manuellement: 1. lorsqu'on dépasse une vitesse de moteur prédéterminée; ou 2. lorsque la vitesse de moteur descend en dessous d'un niveau minimal prédéterminé. En variante, le passage automatique outre à un rapport sélectionné manuellement peut être effectué quand la vitesse du véhicule augmente au- delà d'une valeur de seuil maximal spécifiée ou descend en dessous d'une valeur de seuil minimal spécifiée pour le rapport sélectionné à ce moment. À l'instar de systèmes de transmission entièrement automatisée, les changements de rapport sont effectués en fonction de grilles de change- ment de rapport qui définissent pour chaque rapport les valeurs minimale et maximale spécifiées de vitesse du véhicule. Avec les systèmes présentés ci-avant, quand le véhicule ralentit, certaines conditions peuvent déterminer qu'une rétrogradation automatique est nécessaire, juste au moment o le conducteur est sur le point d'accé- lérer le véhicule. Une rétrogradation automatique dans ces circonstances entraînerait au moins un retard dans la réponse par le véhicule à l'activation de l'accélérateur et pourrait produire une secousse inattendue quand le véhicule accélère dans le rapport inférieur. D'après un aspect de la présente invention, un système de trans- mission de véhicule comprend un embrayage d'entraînement principal, des moyens d'activation d'embrayage pour commander l'état d'accouplement de l'embrayage, une boîte de vitesses à rapports multiples, un mécanisme de sélection de rapport pour sélectionner un rapport actif (vitesse) de la boîte de vitesses et des moyens de commande électronique pour commander les moyens d'activation d'embrayage et/ou le mécanisme de sélection de rapport. Les moyens de commande comprennent des moyens pour détecter le rapport sélectionné, la vitesse d'un moteur qui est relié par exemple à la boîte de vitesses par l'intermédiaire de l'embrayage, la vitesse du véhicule et le degré d'ouverture d'un papillon de commande des gaz pour le moteur, les moyens de commande étant agencés, quand le véhicule ralentit, de façon à: i) maintenir le rapport sélectionné, pendant que la vitesse du véhicule est supérieure à une valeur de seuil prédéterminée de deuxième rapport, et à ii) rétrograder d'un rapport supérieur actuellement sélectionné à un deuxième rapport quand la vitesse du véhicule descend en dessous de la valeur de seuil de deuxième rapport, le deuxième rapport étant maintenu pendant que le véhicule ralentit, la vitesse du véhicule étant inférieure à la valeur de seuil de deuxième rapport, les moyens de commande forçant les moyens d'activation d'embrayage à débrayer l'embrayage pour maintenir la vitesse du moteur au- dessus d'une valeur minimale prédéterminée. D'après la présente invention, une rétrogradation d'un rapport supérieur actuellement sélectionné à un deuxième rapport ne survient que lorsque la vitesse du véhicule descend en dessous de la valeur de seuil de deuxième rapport, le risque d'une rétrogradation quand le conducteur est sur le point d'accélérer est par conséquent très fortement réduit. Avec le système de transmission présenté ci-avant, une rétrogradation automatique d'un deuxième rapport vers un premier rapport est empêchée, le deuxième rapport étant maintenu jusqu'à ce que le véhicule s'arrête, à moins d'une intervention manuelle. D'après un mode de réalisation préféré de la présente invention, les moyens de commande peuvent produire une rétrogradation automatique du deuxième rapport au premier rapport si le papillon est ouvert au-delà d'une valeur de seuil prédéterminée mais au-dessus d'une valeur de seuil prédéterminée de premier rapport et le véhicule continue à ralentir en dessous de la valeur de seuil de premier rapport. Ces conditions de fonctionnement indiqueraient que le conducteur souhaite accélérer mais que le deuxième rapport représente un rapport de transmission trop élevé (vitesse trop élevée), le système réduira donc le rapport de transmission (la vitesse) de façon que le véhicule réaccélère plus efficacement. D'après un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, les moyens de commande peuvent produire une rétrogradation automatique du deuxième rapport au premier rapport si les freins sont actionnés et si la vitesse du véhicule est en dessous d'une valeur de seuil prédéterminée de premier rapport, ce qui indique que le conducteur a l'intention d'arrêter le véhicule. La présente invention se prête particulièrement à des systèmes de transmission manuelle automatisée ou semi-automatique o la rétro- gradation d'après la présente invention passerait automatiquement outre au rapport sélectionné manuellement, en l'absence d'une action manuelle appropriée. Dans ces circonstances, des moyens peuvent être prévus pour permettre au conducteur d'éviter le passage outre automatique, si le conducteur souhaite pour l'une ou l'autre raison maintenir le rapport sélectionné manuellement. Avec des systèmes de transmission entièrement automatisée, la procédure de rétrogradation décrite ci-avant remplacerait la commande de rétrogradation plus conventionnelle, basée sur des grilles de changement de rapports qui donnent des vitesses de véhicule minimale et maximale pour tous les rapports de transmission. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, uniquement à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la Figure 1 représente une vue schématique d'un système de trans- mission automatisée d'après la présente invention; - la Figure 2 représente une grille de rétrogradation pour un système conventionnel de transmission automatisée; et - la Figure 3 représente une grille de rétrogradation pour un système de transmission automatisée d'après la présente invention. Les boites de vitesses automatisées sont principalement des boites de vitesses qui peuvent être changées à la fois manuellement et automa- tiquement par l'intermédiaire d'un dispositif d'activation, de telle sorte que la sélection du rapport puisse être effectuée par le conducteur ou par une unité de commande, de façon que le rapport de transmission puisse alors être réglé via un actionneur (unité d'activation) et que par conséquent le rapport de transmission de la boîte de vitesses puisse être changé manuel- lement ou par commande automatique en activant l'actionneur. Dans le cas de boîtes de vitesses semi-automatiques, la sélection manuelle du rapport de transmission peut être effectuée par le conducteur, la réalisation de la sélection du rapport de transmission étant alors effectuée par l'intermédiaire d'un actionneur. De cette façon, la sélection du rapport sélectionné est assurée par le conducteur et la réalisation est commandée par le système. La Figure 1 représente un moteur 10 avec un démarreur et un circuit de démarreur associé O10a, qui est couplé par l'intermédiaire de l'embrayage 14, tel un embrayage d'entraînement principal à friction, et d'un arbre d'entrée de boîte de vitesses 15, à une boîte de vitesses 12, telle par exemple une boîte de vitesses synchronisée à rapports multiples de type à arbre de renvoi. Le carburant est délivré au moteur par un étrangleur 16 qui comprend une vanne papillon 18, actionnée par la pédale d'accélérateur 19. L'invention peut s'appliquer sans distinction à des moteurs à essence ou diesel à injection électronique ou mécanique de carburant. L'embrayage 14 est actionné, par exemple, par l'intermédiaire d'une fourchette de débrayage 20 ou d'une unité de débrayage agencée de manière concentrique autour de l'arbre d'engrenages, qui est actionnée, par exemple par un cylindre récepteur hydraulique 22, sous la commande de moyens de commande d'actionneur d'embrayage 38. L'activation peut aussi se faire par l'intermédiaire d'un moteur électrique. Il convient sur ce point de se reporter à DE 195 04 847, dont le contenu fait expressément partie du contenu de la description de la présente demande. Un levier sélecteur de vitesses 24 se manoeuvre dans un secteur 50 ayant deux branches 51 et 52 reliées par un passage transversal 53 s'étendant entre l'extrémité de la branche 52 et le milieu des extrémités de la branche 51. Le secteur 50 définit cinq positions: "R" à l'extrémité de la branche 52; "N" dans une partie intermédiaire entre les extrémités du passage transversal 53; "S" à la jonction de la branche 51 et du passage transversal 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 sélecteur 24 correspond au point mort; "R" correspond à la sélection de la marche arrière; "S" correspond à la sélection d'un mode de marche avant; le déplacement momentané du levier vers la position "+" engendre une commande destinée à faire passer la boîte de vitesses à un rapport de transmission supérieur; et le déplacement momentané du levier de vitesses vers la position "-" engendre une commande destinée à faire passer la boîte de vitesses à un rapport de transmission inférieur. Les positions du levier 24 sont détectées par une série de capteurs, par exemple des micro-interrupteurs ou des capteurs optiques, placés autour du secteur 50. Les signaux des capteurs sont envoyés à une unité de commande électronique 36. Une sortie de l'unité de commande 36 commande un mécanisme de sélection de rapport 25, qui sélectionne les rapports de transmission de la boîte de vitesses 12 en fonction du déplacement du levier sélecteur de vitesses 24 par le conducteur du véhicule. Le mécanisme de sélection de rapport 25 peut comporter par exemple des vérins hydrauliques et des électrovannes pour déplacer des éléments sélecteurs afin d'embrayer et de débrayer les divers rapports de transmission, comme exposé par exemple dans la précédente demande de brevet du déposant n W097/05410, dont le contenu fait expressément partie de la description de la présente demande. En plus des signaux provenant du levier sélecteur de vitesses 24, l'unité de commande 36 reçoit des signaux provenant des éléments suivants: - un capteur 19a, révélateurs du degré d'enfoncement de la pédale d'accélérateur 19; - un capteur 30, révélateurs du degré d'ouverture du papillon de commande des gaz 18; - un capteur 26, révélateurs de la vitesse du moteur; - un capteur 42, révélateurs de la vitesse du disque mené de l'embrayage; - un capteur 34, révélateurs de la position du cylindre récepteur d'embrayage; et - un capteur 32, révélateurs du rapport de transmission sélectionné. L'unité de commande 36 utilise les signaux provenant de ces capteurs pour commander l'activation de l'embrayage 14 pendant la mise en route depuis la position de repos et lors des changements de rapports, tel que décrit par exemple dans les demandes de brevets antérieures du déposant EP0038113, EP0043660, EP0059035, EP0101220 et W092/13208, dont le contenu fait expressément partie de la description de la présente demande. En plus des capteurs susmentionnés, I'unité de commande 36 reçoit aussi des signaux en provenance d'un système de capteurs d'un dispositif antiblocage des roues (ABS) 52, d'un commutateur d'allumage 54 et d'un capteur de freinage 56 associé au système principal de freinage, par exemple la pédale de frein 58 du véhicule. Un élément avertisseur, tel un avertisseur sonore 50, est relié à l'unité de commande pour signaler/indiquer au conducteur du véhicule que cer- taines conditions de fonctionnement se produisent. Un témoin lumineux clignotant ou d'autres moyens avertisseurs peuvent être utilisés en plus ou à la place de l'avertisseur sonore 50. Un indicateur de rapport sélectionné est également prévu pour indiquer le rapport de transmission sélectionné. L'unité de commande 36 surveille aussi le rapport en cours sélectionné par une action manuelle au levier de vitesses 24, au moyen du capteur 32, ainsi que les conditions de fonctionnement du véhicule, par exemple la vitesse du véhicule au moyen du capteur 42, la vitesse du véhicule étant dépendante de la vitesse du disque mené et du rapport sélectionné, et la vitesse du moteur au moyen du capteur 26. Si l'unité de commande 36 détermine que le rapport sélectionné manuellement n'est pas approprié aux conditions de fonctionnement du véhicule, I'unité de commande 36 peut alors passer automatiquement outre au rapport sélectionné manuellement et sélectionner elle-même un rapport plus approprié. Avec les systèmes de transmission proposés jusqu'ici, par exemple celui exposé dans GB 2 302 377B, dont le contenu fait expressément partie de la description de la présente demande, I'unité de commande 36 augmen- terait ou diminuerait normalement le rapport de transmission sélectionné manuellement d'un incrément, de sorte que par exemple si le rapport courant sélectionné manuellement était le quatrième rapport et que la vitesse du moteur descendait en dessous d'un niveau prédéterminé, I'unité de commande 36 rétrograderait automatiquement d'un rapport, en passant dans ce cas au troisième rapport, ou en variante, si la vitesse du moteur dépassait une valeur maximale prédéterminée, I'unité de commande 36 passerait automatiquement à un rapport supérieur, en l'occurrence au cinquième rapport. Bien entendu, il est possible d'effectuer plusieurs changements de rapports automatiques, lorsque les conditions de fonc- tionnement le nécessitent, de telle sorte que la boîte de vitesses puisse être automatiquement ramenée de la quatrième à la troisième puis à la deuxième. Au lieu de se baser sur la vitesse du moteur, ces systèmes peuvent automatiquement changer de rapport en fonction de la vitesse du véhicule, les changements de rapports se produisant quand la vitesse du véhicule dépasse ou descend en dessous de valeurs prédéterminées pour chaque rapport. Ces systèmes assurent un changement de rapport de multiplication graduel, comme illustré sur la Figure 2. Dans certaines conditions de fonctionnement, par exemple quand le conducteur ralentit progressivement jusqu'à l'arrêt, plusieurs changements automatiques seront nécessaires si le conducteur n'intervient pas manuellement. Ceci peut poser des problèmes si le conducteur ralentit en raison par exemple des conditions de circulation, mais qu'il a l'intention de réaccélérer dès qu'il sera possible de le faire. Dans ces conditions, I'unité de commande 36 peut décider qu'une rétrogradation est appropriée, juste au moment o le conducteur est sur le point d'accélérer. Si le changement de rapport se produit au moment o la pédale d'accélérateur 19 est enfoncée, comme si elle était actionnée, dans ce cas, puisque l'embrayage 14 sera au moins partiellement débrayé, il y aura probablement un retard dans la réponse à rl'enfoncement de la pédale d'accélérateur 19, tandis que si le rapport inférieur a déjà été sélectionné, il y aura probablement une secousse inattendue au moment o le véhicule réaccélèrera dans le rapport inférieur. D'après la présente invention, si le véhicule ralentit et que la vitesse du véhicule est supérieure à une valeur de seuil prédéterminée de deuxième rapport V2nd, alors le rapport courant sélectionné manuellement, par exemple le troisième, le quatrième ou le cinquième rapport, est maintenu et l'unité de commande 36 n'entreprend aucune action pour commander le passage outre et le changement de ce rapport. Par contre, si la vitesse du véhicule descend en dessous de la valeur de seuil de deuxième rapport V2nd, alors l'unité de commande 36 force le mécanisme de sélection de rapport 25 à sélectionner automatiquement le deuxième rapport comme illustré sur la Figure 3. Si, alors que le troisième, quatrième ou cinquième rapport est main- tenu, ou après une rétrogradation automatique au deuxième rapport, la vitesse du moteur descend en dessous d'une valeur prédéterminée, par exemple la vitesse de ralenti du moteur, les moyens de commande 36 forceront les moyens d'activation d'embrayage 38, 22, 20 à débrayer l'embrayage et empêcheront le moteur de caler. Si, lorsque le deuxième rapport est sélectionné, le papillon est ouvert au-delà d'une valeur de seuil olow alors que la vitesse du véhicule est supérieure à une valeur de seuil prédéterminée de premier rapport Vlst, cette valeur étant inférieure à la valeur de seuil de deuxième rapport V2nd, et que le véhicule continue à ralentir jusqu'à atteindre une vitesse inférieure à Vist, alors les moyens de commande 36 passeront automatiquement du deuxième rapport au premier rapport (comme illustré par la ligne discontinue sur la Figure 3), ce qui permettra au véhicule de réaccélérer. Par ailleurs, quand le deuxième rapport est sélectionné et que la vitesse du véhicule descend en dessous de la valeur de seuil de premier rapport Vlst alors que le frein du véhicule 58 est actionné, les moyens de commande 36 passeront automatiquement du deuxième rapport au premier rapport (comme illustré par la ligne discontinue sur la Figure 3) de telle sorte que le véhicule puisse être mis à l'arrêt. De cette manière, avec une commande normale, le système de transmission d'après la présente invention ne rétrogradera que lorsque la vitesse du véhicule descendra en dessous de la valeur de seuil de deuxième rapport V2nd, ce qui réduit ainsi le risque d'une rétrogradation automatique quand le conducteur souhaite accélérer le véhicule. Diverses modifications peuvent être apportées sans s'écarter de l'invention. Par exemple, alors qu'on utilise dans le mode de réalisation ci- avant des moyens hydrauliques pour actionner l'embrayage et le méca- nisme de sélection de rapport, on peut utiliser d'autres actionneurs appropriés, par exemple des moyens pneumatiques ou électriques, par exemple des moteurs électriques ou des solénoïdes. La présente invention peut également s'appliquer à des systèmes de transmission manuelle automatisée et à des systèmes de transmission entièrement automatisée. Un système de transmission de puissance pour véhicules comprend un embrayage d'entraînement principal 14, des moyens d'activation d'embra- yage 38, 22, 20 pour commander l'état d'accouplement de l'embrayage 14, une boite de vitesses à plusieurs rapports de transmission 12, un mécanisme de sélection de rapport 25 pour sélectionner un rapport actif de la boite de vitesses et des moyens de commande électronique 36 pour commander les moyens d'activation d'embrayage 38, 22, 20 et le mécanisme de sélection de rapport 25. Les moyens de commande 36 sont conçus de manière à maintenir le rapport sélectionné pendant que le véhicule ralentit mais que la vitesse du véhicule est supérieure à une valeur de seuil prédéterminée de deuxième rapport et à rétrograder d'un rapport supérieur actuellement sélectionné à un deuxième rapport quand la vitesse du véhicule descend en dessous de la valeur de seuil de deuxième rapport, le deuxième rapport étant maintenu pendant que le véhicule ralentit, la vitesse du véhicule étant inférieure à la valeur de seuil de deuxième rapport, et de sorte que les moyens de commande 36 forcent les moyens d'activation d'embrayage 38, 22, 20 à débrayer l'embrayage 14 pour maintenir la vitesse du moteur au-dessus d'une valeur minimum prédéterminée. Les revendications du brevet soumises avec le dépôt sont des formulations proposées sans préjudice de l'obtention d'une autre protection par brevet. Le déposant se réserve le droit de soumettre des revendications présentant d'autres combinaisons de caractéristiques, qui n'ont jusque là été exposées que dans la description et/ou les dessins. Les références antérieures utilisées dans les sous-revendications se rapportent au développement de l'objet de la revendication principale par les caractéristiques de la sous-revendication respective; elles ne doivent pas être interprétées comme une renonciation concernant l'obtention d'une protection d'un point indépendant pour la combinaison de caractéristiques dans les sous-revendications associées. Étant donné que l'objet des sous-revendications peut former des inventions séparées et indépendantes en référence aux techniques antérieures à la date de priorité, le déposant se réserve le droit d'en faire l'objet de revendications indépendantes ou de demandes divisionnaires. En outre, elles peuvent aussi contenir des inventions indépendantes qui démontrent une conception qui est indépendante de l'un des objets des sous-revendications précédentes. Les modes de réalisation ne sont pas à considérer comme une restriction de l'invention. Au contraire, un grand nombre d'amendements et de modifications sont envisageables dans le cadre de la portée de la présente description, en particulier les variantes, éléments et combinaisons et/ou matières que l'expert pourra imaginer par exemple en combinant des éléments individuels avec ceux de la description générale et des modes de réalisation en plus de caractéristiques et/ou éléments ou étapes de procédé décrits dans les revendications et contenus dans les dessins dans le but de résoudre une tâche, conduisant ainsi à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédé ou séquences d'étapes de procédé via des carac- téristiques combinables, même lorsqu'elles concernent des procédés de fabrication, d'essai et de fonctionnement. REVENDICATIONS 1. Système de transmission de véhicule caractérisé en ce qu'il comprend un embrayage d'entraînement principal, des moyens d'activation d'embrayage pour commander l'état d'accouplement de l'embrayage, une boîte de vitesses à rapports multiples, un mécanisme de sélection de rapport pour sélectionner un rapport actif de la boîte de vitesses, et des moyens de commande électronique pour commander les moyens d'activa- tion d'embrayage et le mécanisme de sélection de rapport, les moyens de commande comprenant des moyens pour détecter le rapport sélectionné, la vitesse d'un moteur, la vitesse du véhicule et le degré d'ouverture d'un papillon de commande des gaz pour le moteur, les moyens de commande étant agencés, quand le véhicule ralentit, de façon à: i) maintenir le rapport sélectionné pendant que la vitesse du véhicule est supérieure à une valeur de seuil prédéterminée de deuxième rapport, età ii) rétrograder d'un rapport supérieur actuellement sélectionné à un deuxième rapport quand la vitesse du véhicule descend en dessous de la valeur de seuil de deuxième rapport, le deuxième rapport étant maintenu pendant que le véhicule ralentit, la vitesse du véhicule étant inférieure à la valeur de seuil de deuxième rapport, les moyens de commande forçant les moyens d'activation d'embrayage (22) à débrayer l'embrayage (14) pour maintenir la vitesse du moteur au-dessus d'une valeur minimale prédéterminée. 2. Système de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur minimale prédéterminée de la vitesse du moteur est la vitesse de ralenti du moteur. 3. Système de transmission selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de commande sont agencés pour changer à partir du deuxième rapport si, lorsque la vitesse du véhicule est en dessous de la valeur de seuil de deuxième rapport mais au-dessus d'une valeur de seuil prédéterminée de premier rapport, le papillon est ouvert au-delà d'une valeur de seuil prédéterminée mais le véhicule continue à ralentir jusqu'à une vitesse inférieure à la valeur de seuil de premier rapport. 4. Système de transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande rétrogradent du deuxième rapport au premier rapport si la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur de seuil prédéterminée de premier rapport et que les freins du véhicule sont actionnés. 5. Système de transmission caractérisé en ce que les rapports de transmission sont normalement sélectionnés manuellement, les moyens de commande rétrogradant du rapport sélectionné manuellement au deuxième ou au premier rapport selon les revendications précédentes. 6. Système de transmission selon la revendication 5, caractérisé en ce que des moyens sont ménagés pour passer manuellement outre à la rétrogradation automatique des rapports.