Brevet FR2822513A1 — publié le 20020927

Systèmes de transmissions automatisées La présente invention concerne des systèmes de transmissions automatisées et, en particulier, des- systèmes de transmissions complètement automatisées ou semiautomatisées ou des systèmes de transmissions manuelles dotés d'une commande d'embrayage automatique, dans lesquels l'actionnement de l'embrayage et/ou des mécanismes sélecteurs de vitesses est sous le contrôle d'un actionneur de pression de fluide commandé électroniquement. Des systèmes de transmissions automatisées de ce type, par exemple tels que ceux décrits dans les documents WO 97/05410 et WO 97/40300 comprennent un accumulateur de pression de fluide doté de moyens formant pompe pour charger l'accumulateur. Les actionneurs de pression de fluide du système sont reliés normalement à la décharge lorsque le système de transmission est arrêté. Toutefois, la pression est normalement maintenue dans l'accumulateur, pour l'actionnement de l'embrayage et/ou des actionneurs de changement de vitesses lorsque le système est ensuite mis en marche. Le maintien de la pression du fluide dans le système, lorsque le système est arrêté, peut présenter des dangers si, par exemple, le système est démonté ou si l'on touche aux circuits de commande électroniques ou s'ils sont défaillants, faisant que les actionneurs fonctionnent de manière imprévue. En particulier, lorsque le véhicule est garé en pente, une vitesse étant engagée, sans serrer le frein de stationnement, un débrayage intempestif ferait que le véhicule descendrait la pente. Afin d'éviter cette possibilité, il est proposé, lorsque le véhicule est laissé à l'arrêt en ayant une vitesse engagée, que la pression dans l'accumulateur soit réduite à un niveau qui est insuffisant pour placer l'embrayage en position de débrayage. Selon un aspect de la présente invention, un système de transmission automatisée comprend un circuit de pression de fluide comprenant un accumulateur de pression de fluide, une vanne de commande et un actionneur de pression de fluide pour commander l'engagement d'un embrayage, un moyen de commande électronique pour piloter l'actionnement de la vanne de commande et fournir du fluide sous pression à l'actionneur selon les besoins concernant les changements de vitesse du système de transmission et une pompe électrique pour recharger l'accumulateur de pression, l'actionneur étant relié à la décharge au moment de la mise hors circuit du système faisant suite à son arrêt ; caractérisé en ce que le moyen de commande, au moment de l'arrêt du système, lorsque celui-ci est laissé en ayant une vitesse engagée prise et avant la mise hors circuit du système, empêche la mise en service de la pompe et provoque le recyclage de la vanne de commande, pour fournir du fluide sous pression depuis l'accumulateur de pression jusqu'à l'actionneur de l'embrayage, et de là jusqu'à la décharge, afin de diminuer la pression dans l'accumulateur au-dessous d'une valeur prédéterminée. Dans la manière décrite précédemment, le recyclage de la vanne de commande, alors que la mise en service de la pompe est empêchée, va avoir pour effet que la pression dans l'accumulateur est réduite à un niveau inférieur à la valeur prédéterminée, niveau auquel la pression est insuffisante pour provoquer le débrayage. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la pression dans l'accumulateur est réduite en déplaçant de façon répétée l'embrayage entre sa position complètement embrayée et une position où l'embrayage est partiellement débrayé mais où il peut transmettre encore un couple dépassant le couple de frein moteur. On décrit à présent un mode de réalisation de l'invention, seulement au moyen d'un exemple, en faisant référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 montre un système de transmission semiautomatisée en conformité avec la présente invention ; La figure 2 illustre un circuit de commande hydraulique pour un système de transmission automatisée en conformité avec la présente invention, montrant une vanne de commande principale dans une première position ; La figure 3 illustre une partie du circuit de commande hydraulique illustré sur la figure 2, montrant la vanne de commande principale dans une deuxième position ; La figure 4 illustre une partie du circuit de commande hydraulique illustré sur la figure 2, montrant la vanne de commande principale dans une troisième position ; et La figure 5 montre un organigramme d'un système de transmission en conformité avec la présente invention. La figure 1 des dessins annexés montre un moteur 10 comprenant un démarreur et un circuit de démarreur associé 10a qui est couplé, par l'embrayage à friction à commande principale 14, à une boîte de vitesses 12 de type à arbre intermédiaire, synchronisée et à vitesses multiples, via un arbre d'entrée 15 de la boîte de vitesses. Le carburant est fourni au moteur par un papillon des gaz 16 actionné par une pédale d'accélérateur 19, le papillon des gaz étant doté d'une vanne de régulation 18. L'invention est également applicable à un moteur à essence à injection de carburant mécanique ou électronique ou à un moteur diesel. L'embrayage 14 est actionné par une fourchette de débrayage 20 qui est commandée par un cylindre récepteur hydraulique 22, sous le contrôle d'un moyen de commande 38 de l'actionneur de l'embrayage. Un levier sélecteur de vitesses 24 fonctionne dans une coulisse 50 ayant deux branches 51 et 52 jointes par un élément transversal 53 s'étendant entre l'extrémité de la branche 52 et entre les extrémités de la branche 51. La coulisse 50 définit cinq positions, à savoir "R" à l'extrémité de la branche 52, "N" entre les extrémités de l'élément transversal 53, "S" à la jonction de la branche 51 avec l'élément transversal 53 et "+" et "-" aux extrémités de la branche 51. Dans la branche 51, le levier sélecteur de vitesses 24 est sollicité jusqu'à la position centrale "S". La position "N" du levier sélecteur de vitesses 24 correspond au neutre. "R" correspond à la sélection de la marche arrière. "S" correspond à la sélection d'un mode de conduite en marche avant. Le mouvement temporaire du levier sélecteur de vitesses jusqu'à la position "+" fournit une instruction faisant que la boîte de vitesses monte d'un rapport, et le mouvement temporaire du levier sélecteur de vitesses 24 jusqu'à la position "-" fournit une instruction faisant que la boîte de vitesses rétrograde d'un rapport. Les positions du levier sélecteur de vitesses 24 sont détectées par une série de capteurs, par exemple des microrupteurs ou des capteurs optiques positionnés autour de la coulisse 50. Des signaux provenant des capteurs sont fournis à une unité de commande électronique 36. Une sortie de l'unité de commande 36 commande un mécanisme d'embrayage 25 qui engage les rapports de la boîte de vitesses 12 en conformité avec le mouvement du levier sélecteur de vitesses 24 effectué par l'utilisateur du véhicule. Le mécanisme d'embrayage 25 peut, par exemple, comprendre des pistons hydrauliques et des électrovannes de commande pour déplacer les éléments du sélecteur de vitesses afin d'embrayer et de débrayer les différents rapports, par exemple comme divulgué dans la spécification du brevet WO 97/05410. En plus des signaux provenant du levier sélecteur de vitesses 24, l'unité de commande 36 reçoit des signaux : - d'un capteur 19a indiquant le degré d'enfoncement de la pédale d'accélérateur 19 ; - d'un capteur 30 indiquant le degré d'ouverture de la vanne de régulation 18 du papillon des gaz ; - d'un capteur 26 indiquant le régime moteur ; - d'un capteur 42 indiquant la vitesse du plateau d'embrayage mené ; - d'un capteur 34 indiquant la position du cylindre récepteur de l'embrayage ; et - d'un capteur 32 indiquant le rapport sélectionné. L'unité de commande 36 utilise les signaux provenant de ces capteurs, pour commander l'actionnement de l'embrayage 14 et effectuer des changements de vitesses au moment de la reprise au démarrage, par exemple comme décrit dans les spécifications des brevets EP 0 038 113, EP 0 043 660, EP 0 059 035, EP 0 101 220 et WO 92/13208. En plus des capteurs mentionnés précédemment, l'unité de commande 36 reçoit également des signaux provenant d'un capteur de vitesse 57 du véhicule, d'un commutateur d'allumage 54 et d'un commutateur de freins 56 associé au système de freinage principal, par exemple le frein à pied 58 du véhicule. Un vibreur 55 est relié à l'unité de commande 36 pour avertir/ indiquer à l'utilisateur du véhicule qu'il se produit certaines conditions de fonctionnement. On peut utiliser, en plus ou à la place du vibreur 55, un voyant clignotant ou d'autres moyens indicateurs. Un indicateur de vitesse 60 est fourni également pour indiquer le rapport sélectionné. Comme illustré sur les figures 2 à 4, un circuit hydraulique servant à commander l'embrayage 14 et le mécanisme d'embrayage 25 du système de transmission divulgué ci-dessus comprend une électrovanne principale 120 de commande de débit, pour connecter sélectivement le cylindre récepteur 22 d'embrayage et/ou les actionneurs d'embrayage hydrauliques 114 et 115 à un accumulateur de pression 124 de fluide hydraulique ou à un réservoir 126. L'accumulateur de pression 124 est chargé à une pression prédéterminée et est maintenu au-dessus d'une pression de service lorsque le système est alimenté au moyen d'une pompe 123 commandée électriquement, via un clapet antiretour 124a. Un capteur de pression 160 contrôle la pression dans l'accumulateur 124, la pompe 123 étant pilotée par l'unité de commande électronique 36, pour maintenir la pression dans l'accumulateur 124 audessus de la pression de service minimum prédéterminée. La principale électrovanne de commande 120comprend une bobine 150 qui est déplacée contre un ressort 151 au moyen d'une électrovanne 120a. La bobine 150 est déplaçable, par l'électrovanne 120a, sur une des trois positions, sous le contrôle de l'unité de commande 36. Dans une première position de la principale électrovanne de commande 120, comme illustré sur la figure 2, la chambre de travail du cylindre récepteur 22 de l'embrayage est ventilée jusqu'au réservoir 126 autour d'une surface de contact 155 de la bobine 150, via une trajectoire d'écoulement Z, une conduite d'alimentation 165 étant reliée au réservoir 126 entre des surfaces de contact 157 et 158. Dans une deuxième position de l'électrovanne de commande 120, la bobine 150 est déplacée vers la droite, comme illustré sur la figure 3. La chambre de travail du cylindre récepteur 22 de l'embrayage reste ventilée jusqu'au réservoir 126 via la trajectoire d'écoulement Z. La conduite d'alimentation 165 est toutefois isolée du réservoir 126 par la surface de contact 158 et est reliée à l'accumulateur de pression 124 entre les surfaces de contact 157 et 158. Dans une troisième position de l'électrovanne de commande 120, la bobine 150 est encore déplacée vers la droite, comme illustré sur la figure 3. La trajectoire d'écoulement Z est fermée et la chambre de travail du cylindre récepteur 22 de l'embrayage est reliée à l'accumulateur de pression 124 entre les surfaces de contact 156 et 157. La conduite d'alimentation 165 reste reliée à l'accumulateur de pression 124. La conduite d'alimentation 165 relie le mécanisme d'embrayage 25 à l'accumulateur de pression 124 de fluide hydraulique ou au réservoir 126, en fonction de la position de la principale électrovanne de commande 120. Le mécanisme d'embrayage 25 comprend un élément de changement de vitesses 110 qui peut s'engager avec trois tiges de commande des fourchettes 111,112 et 113 qui sont mobiles axialement pour engager des rapports de la boîte de vitesses 15. La tige de commande de fourchette 111 engage de façon caractéristique les premier et deuxième rapports ; la tige de commande de fourchette 112 engage les troisième et quatrième rapports, la tige de commande de fourchette 113 engageant le cinquième rapport et la marche arrière "R". L'élément de changement de vitesses 110 est mobile dans une première direction X au moyen d'un premier actionneur 114 de pression de fluide, pour aligner l'élément de changement de vitesses 110 avec une des tiges de commande des fourchettes 111,112 ou 113, sélectionnant ainsi la paire de rapports associée à cette tige de commande. L'élément de changement de vitesses 110 peut être déplacé ensuite dans une seconde direction Y au moyen d'un second actionneur 115 de pression de fluide, pour déplacer la tige de commande de fourchette 111,112 ou 113 axialement dans l'une ou l'autre des directions, pour engager un des rapports associés à ces tiges de commande des fourchettes. Les actionneurs 114 et 115 comprennent chacun un piston à double effet doté, respectivement, d'une tige de commande 114a, 115a qui est reliée fonctionnellement à l'élément de changement de vitesses 110. La tige de commande 114a s'étend à partir d'un côté d'un piston 116 de l'actionneur 114, de sorte que la surface de travail sur l'extrémité de la tige du piston 116 est plus petite que celle sur l'extrémité opposée de la tête. De façon similaire pour l'actionneur 115, une tige de commande 115a s'étend à partir d'un côté d'un piston 117, la surface de travail sur l'extrémité de la tige du piston 117 étant plus petite que celle sur l'extrémité opposée de la tête. Compte tenu des zones différentielles sur les côtés des pistons 116 et 117, si les deux côtés sont reliés à l'accumulateur de pression 124, les pistons 116 et 117 sont déplacés, respectivement, le long des actionneurs 114 et 115, pour déployer les tiges de commande associées 114a et 115a. Toutefois, si les côtés d'extrémité de la tête des pistons 116 et 117 sont reliés au réservoir 126, tandis que les côtés d'extrémité de la tige des pistons 116 et 117 sont reliés à l'accumulateur de pression 124, le différentiel de pression dans les pistons 116 et 117 provoque leur déplacement, respectivement, le long des actionneurs 114 et 115, pour rentrer les tiges de commande associées 114a et 115a. L'alimentation en fluide hydraulique jusqu'à l'extrémité de la tige des pistons 116 et 117 est commandée directement par la principale électrovanne de commande 120. L'alimentation en fluide hydraulique jusqu'à l'extrémité de la tête des pistons 116 et 117 est commandée à partir de la principale électrovanne de commande 120, respectivement par deux autres électrovannes de commande 121 et 122 de dosage du débit. Les électrovannes de commande 121 et 122 relient les côtés d'extrémité de la tête des pistons 116 et 117 à la principale électrovanne de commande 120 ou au réservoir 126. Les électrovannes de commande 120, 121 et 122 de dosage du débit sont commandées par l'unité de commande électronique 36, pour appliquer des pressions appropriées sur les côtés opposés des pistons 116 et 117, afin de commander le mouvement des pistons 116 et 117 et des tiges de commande associées 114a et 115a, dans le but de sélectionner et d'engager le rapport demandé, comme divulgué dans le document WO 97/05410 ou WO 97/40300. Les potentiomètres 127 et 128 sont reliés, respectivement, aux tiges de commande 114a et 115a, pour fournir un signal indiquant la position des tiges de commande associées. Des signaux provenant des potentiomètres 127 et 128 sont fournis à l'unité de commande 36, pour donner une indication de la position des tiges de commande 114a et 115a pour chacun des rapports de la boîte de vitesses et, également, pour indiquer la position de la tige de commande 115a lorsque l'élément de changement de vitesses 110 est en position neutre. Le système de transmission peut donc être étalonné, de sorte que des signaux de positions prédéterminées, provenant des potentiomètres 127 et 128, correspondent à l'engagement de chacun des rapports de la boîte de vitesses 15. Les mesures effectuées à partir des potentiomètres 127 et 128 peuvent alors être utilisées par un système de commande en boucle fermée, pour piloter les électrovannes de commande 120, 121 et 122 et déplacer les tiges de commande 114a et 115a jusqu'aux positions prédéterminées, afin d'engager le rapport souhaité. La principale électrovanne de commande 120 étant dans la position illustrée sur la figure 1, qui représente l'état non alimenté de l'électrovanne 120a, à la fois le cylindre récepteur 22 de l'embrayage et le mécanisme d'embrayage 25 sont reliés au réservoir 126 via la conduite d'alimentation 165. Le cylindre récepteur 22 de l'embrayage et les actionneurs 114 et 115 sont ainsi dépressurisés. Lors du déplacement de la principale électrovanne de commande 120 jusqu'à sa deuxième position, l'actionneur de l'embrayage reste dépressurisé, mais le mécanisme d'embrayage 25 est sous pression. Une commande appropriée des électrovannes 121a et 122a par l'unité de commande 36, comme divulgué dans le document WO 97/05410 ou WO 97/40300, peut avoir comme effet que les actionneurs 114 et 115 sélectionnent et engagent un rapport approprié. Le déplacement de la principale électrovanne de commande 120 jusqu'à sa troisième position relie la chambre de travail du cylindre récepteur 22 de l'embrayage, à l'accumulateur de pression 124, provoquant ainsi le débrayage 14. Le cylindre récepteur 22 de l'embrayage et le mécanisme d'embrayage 25 peuvent être ainsi commandés par une manipulation appropriée des électrovannes 120a, 121a et 122a par l'unité de commande 36, pour effectuer des changements de vitesses au moment de la reprise au démarrage ou lorsque le véhicule roule. Lorsque le système de transmission est arrêté, les électrovannes 120a, 121a et 122a sont ensuite mises hors circuit, de sorte que le cylindre 22 de l'embrayage et les actionneurs 114 et 115 de l'embrayage sont dépressurisés. La pression dans l'accumulateur de pression 124, qui a été maintenue au-dessus d'une pression de service minimum prédéterminée lorsque le système a été mis en marche, sera toutefois maintenue au-dessus de sa pression de service minimum. En conformité avec l'invention et comme illustré sur la figure 5, si au moment de l'arrêt et avant que le système soit mis hors circuit, le capteur 32 indique qu'un rapport est engagé, la pompe 123 est mise hors service tandis que l'électrovanne 120a est alimentée pour que l'électrovanne de commande 120 effectue son cycle de fonctionnement entre ses première et troisième positions. De cette manière, la chambre de travail du cylindre récepteur 22 de l'embrayage est reliée de façon répétée à l'accumulateur de pression 124, puis au réservoir 126, déplaçant l'embrayage 14 entre sa position complètement embrayée et une position partiellement débrayée dans laquelle l'embrayage peut encore transmettre un couple dépassant le couple de frein moteur. Le fluide hydraulique est ainsi pompé à partir de l'accumulateur de pression 124, via le cylindre récepteur 22, jusqu'au réservoir 126. Le courant d'alimentation pour l'électrovanne 120a peut être appliqué comme une fonction à ondes sinusoïdales ou carrées. Ce processus continue jusqu'à ce que la pression dans l'accumulateur de pression 124 tombe au-dessous de la valeur prédéterminée à laquelle la pression dans l'accumulateur de pression 124 n'est pas suffisante pour faire fonctionner le cylindre récepteur 22 de l'embrayage, afin d'effectuer le débrayage. Le système est alors mis hors circuit. Si, au moment de l'arrêt, le capteur 32 a indiqué qu'aucun rapport n'est engagé, le système peut alors, après une période de mort appropriée, être mis hors circuit sans décharger la pression de l'accumulateur. Lors d'une mise en marche ultérieure du système, après avoir effectué les contrôles de sécurité appropriés, la pompe 123 peut être alimentée pour que l'accumulateur de pression 124 atteigne la pression de service minimum. Diverses modifications peuvent être apportées sans s'écarter de l'invention. Par exemple, alors que l'invention a été décrite en faisant référence à un système de transmission semi-automatisée dans lequel à la fois l'embrayage et le mécanisme d'embrayage sont actionnés hydrauliquement, l'invention peut être utilisée également avec des systèmes de transmissions complètement automatisées ou avec des systèmes de transmissions manuelles ayant un actionnement d'embrayage automatisé. En outre, concernant de tels systèmes, seul l'embrayage a besoin d'être actionné par des moyens hydrauliques. Les revendications fournies avec la demande sont des formulations proposées sans préjuger de l'obtention d'une protection étendue conférée par le brevet. La déposante se réserve le droit de soumettre des revendications pour d'autres combinaisons de caractéristiques divulguées antérieurement seulement dans la description et/ou dans les dessins. Des renvois utilisés dans des sous-revendications font référence à l'autre développement de l'objet de la revendication principale, par les caractéristiques de la sous-revendication respective ; ces renvois ne doivent pas être compris comme étant une renonciation à l'obtention d'une protection indépendante de l'objet pour la combinaison de caractéristiques contenues dans les sous-revendications concernées. Etant donné que l'objet des sous-revendications peut constituer des inventions distinctes et indépendantes en faisant référence à la technique antérieure à la date de priorité, la déposante se réserve le droit d'en faire l'objet de revendications indépendantes ou de faire des déclarations de division. En outre, elles peuvent contenir également des inventions indépendantes qui montrent une conception qui est indépendante de l'un des objets des sous-revendications précédentes. Les exemples de réalisation ne doivent pas être considérés comme étant une limitation de l'invention. Bien plus, un large éventail de changements et de modifications est possible dans le cadre de la présente divulgation, en particulier des variantes, des éléments, des combinaisons et/ou des matériaux tels que ceux, par exemple, que l'homme de l'art peut expliquer en combinant des caractéristiques ou des éléments individuels décrits dans la description générale, et des modes de réalisation s'ajoutant aux caractéristiques et/ou aux éléments ou aux étapes de procédés 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 procédés ou à de nouvelles suites, par des caractéristiques pouvant être combinées, même là où elles concernent des procédés de fabrication, de contrôle et de travail. REVENDICATIONS 1. Système de transmission automatisée comprenant un circuit de pression de fluide comprenant un accumulateur de pression de fluide, une électrovanne de commande et un actionneur de pression de fluide pour commander un embrayage, un moyen de commande électronique pour commander l'actionnement de l'électrovanne de commande, pour fournir à l'actionneur un fluide sous pression selon les besoins concernant les changements de vitesses du système de transmission, et une pompe électrique pour recharger l'accumulateur de pression, l'actionneur étant relié à la décharge au moment de la mise hors circuit du système faisant suite à son arrêt ; caractérisé en ce que le moyen de commande, au moment de l'arrêt du système, lorsque le système est laissé en ayant une vitesse engagée et avant sa mise hors circuit, empêche la mise en service de la pompe et provoque un recyclage de l'électrovanne de commande, pour fournir du fluide sous pression depuis l'accumulateur de pression jusqu'à l'actionneur d'embrayage, et de là jusqu'à la décharge, afin de réduire la pression dans l'accumulateur de pression audessous d'une valeur prédéterminée. 2. Système de transmission automatisée selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au moment de l'arrêt du système, le moyen de commande est adapté pour faire en sorte que l'actionneur d'embrayage déplace de façon répétée l'embrayage entre une position complètement embrayée et une position partiellement débrayée, l'embrayage, en position partiellement débrayée, pouvant encore transmettre un couple dépassant le couple de frein moteur, jusqu'à ce que la pression dans l'accumulateur de pression chute au-dessous d'une valeur minimum prédéterminée. 3. Système de transmission automatisée selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, lors d'une mise en marche ultérieure du système, l'unité de commande est adaptée pour effectuer des contrôles de sécurité sur le système et, seulement une fois que de tels contrôles ont été achevés avec succès, alimente la pompe pour charger l'accumulateur de pression jusqu'à une pression de service prédéterminée.