Brevet FR2862365A1 — publié le 20050520

L'invention concerne un dispositif d'alimentation en huile sous pression d'un sous-système de transmission, une boîte de vitesses automatique par exemple pour un moteur à combustion comprenant un tel dispositif d'alimentation en huile. L'alimentation en huile sous pression d'un sous-système de transmission tel qu'une boîte de vitesses automatique d'un véhicule automobile est en général assurée par une pompe à denture intérieure par étanchéité directe en sommet de dents. Selon cette conception, la pompe est entraînée par le convertisseur de la boîte de vitesses automatique ou directement à la vitesse du moteur. Les pompes utilisées pour cette alimentation sont des pompes volumétriques. Leur débit est alors proportionnel à la vitesse du moteur. Les besoins en huile pour un sous-système de transmission sont la lubrification, le maintien en pression des actionneurs faible débit en action et un débit important pour le remplissage des actionneurs au moment du passage d'une vitesse à une autre. Les dimensions de la pompe étant conditionnées par le débit nécessaire pour le remplissage des actionneurs, il y a un excès de débit dans la majorité des situations de la vie du sous-système de transmission et donc une consommation inutile de carburant. En effet, habituellement, la pompe à huile est placée dans l'axe du moteur thermique auquel est relié le sous-système de transmission et transmission, qui assure aussi son l'intermédiaire d'un toc. Cette conception selon laquelle l'alimentation en huile sous pression est intégrée à la boîte de vitesses est peu onéreuse. Par contre, le débit de la pompe n'est fonction que de la vitesse de rotation du moteur thermique et doit couvrir tous les besoins du sous- système de transmission. La pompe se trouve donc est portée par centrage du convertisseur du sous-système de entraînement par le dimensionnée pour les passages de vitesse à très faible vitesse de rotation du moteur thermique. Les passages ayant des durées très courtes il s'en suit qu'en pratique la pompe à huile génère une très importante quantité d'huile sous pression qui est ensuite dirigée vers la lubrification à très basse pression ou directement vers le bac à huile. La conséquence énergétique en est donc un accroissement non négligeable de la consommation du véhicule. Pour remédier à cet inconvénient, il a été proposé d'entraîner la pompe à huile du sous-système de transmission par un moteur électrique sous la forme d'un groupe électro-pompe. L'avantage de cette solution par rapport à la solution précédente est celui que la pompe à huile est pilotable par action sur la vitesse du moteur électrique et que l'on peut ainsi suivre de façon optimale les besoins du sous-système de transmission. Ainsi, notamment au moment du passage des vitesses, la vitesse de la pompe peut être augmentée au préalable à l'engagement des séquences de passage des vitesses. Cependant, cette conception s'est avérée être encombrante, onéreuse et éventuellement bruyante. Le but de l'invention est de proposer une alimentation en huile sous pression pour un sous-système de transmission qui remédie aux inconvénients décrits ci avant et qui évite de préférence de devoir modifier de manière significative la conception des sous-systèmes de transmission. Le but de l'invention est atteint avec un dispositif d'alimentation en huile sous pression d'un sous-système de transmission, le sous-système comprenant un carter principal contenant un mécanisme de transmission relié à un convertisseur et un bac à huile, le dispositif d'alimentation en huile comprenant une pompe à huile et un moyen d'entraînement de la pompe. Selon l'invention, le moyen d'entraînement est un moteur électrique disposé en position haute sur le carter, la pompe est disposée à l'intérieur du bac à huile et la pompe est reliée au moteur électrique par un axe de commande traversant le carter. Cette disposition selon l'invention a l'avantage d'intégrer la pompe et son entraînement à la boîte de vitesses et de donner à la pompe à huile son propre entraînement, ce qui permet plus particulièrement de rendre le régime de la pompe indépendant du régime du moteur à combustion. De plus, cette solution évite que le moteur électrique soit rempli d'huile si, par exemple, le joint tournant d'étanchéité sur l'axe du moteur électrique est défaillant. Selon un mode de réalisation de l'invention, la pompe à huile est une double pompe, une partie en étant dédiée à la pression et l'autre partie étant dédiée à la lubrification sans pression. Avantageusement, le moteur électrique qui entraîne la pompe à huile est relié à un calculateur par lequel il est piloté électroniquement. Avantageusement, le dispositif de l'invention comprend des détecteurs du régime du moteur à combustion auquel le sous-système de transmission est relié. Ces détecteurs peuvent être de nature à fournir des signaux représentatifs d'une seule grandeur physique pour réguler la vitesse du moteur électrique, et donc le débit de la pompe à huile, selon un seul critère, par exemple le régime du moteur à combustion. Ces détecteurs peuvent également être de nature à fournir des signaux représentatifs de plusieurs grandeurs physiques à partir desquelles un calculateur détermine le moment à partir duquel le débit de la pompe et donc la vitesse du moteur électrique doit augmentée au préalable à l'engagement des séquences de passage des vitesses, ainsi que d'autres données physiques à partir desquelles le calculateur détermine le moment à partir duquel le régime de la pompe peut être diminué. Un traitement différentié du changement de régime de la pompe à huile peut être nécessaire, par exemple, pour faire la différence entre un changement de vitesse au cours d'une conduite économique du véhicule par opposition à la commande du régime de la pompe en cas d'une conduite sportive du véhicule avec de fortes accélérations ou un retardement du passage au rapport supérieur de vitesses (kick-clown). Le but de l'invention est également atteint avec un procédé d'alimentation en huile sous pression d'un sous-système de transmission, le sous-système comprenant un carter principal contenant un mécanisme de transmission relié à un convertisseur et un bac à huile, le dispositif d'alimentation en huile comprenant une pompe à huile et un moyen d'entraînement de la pompe, le procédé consistant à utiliser comme moyen d'entraînement de la pompe à huile un moteur électrique et à piloter le moteur électrique électroniquement par un calculateur, selon les passages d'une vitesse à une autre, de manière à ce que le débit d'huile est en général à un niveau réduit et qu'il soit augmenté uniquement lors d'un passage de vitesses. Avantageusement, le moteur électrique est piloté de manière à ce que la vitesse du moteur électrique, et ainsi le régime de la pompe, est augmentée au préalable à l'engagement des séquences de passage de vitesses. Avantageusement, le moteur électrique est piloté en tenant compte de la rapidité des changements de régime du moteur à combustion et éventuellement de la force des accélérations produites à l'aide du moteur à combustion, pour optimiser l'entraînement de la pompe à huile. L'optimisation a alors pour but d'éviter des changements trop rapprochés du régime de la pompe à huile. Le but de l'invention est enfin atteint avec une boîte de vitesses automatique pour un moteur à combustion qui comprend un dispositif d'alimentation en huile sous pression tel que décrit plus haut. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention. Cette description est faite en référence aux dessins dans lesquels: - la figure 1 montre schématiquement en une coupe axiale une boîte de vitesses automatique selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 montre schématiquement en une coupe axiale une boîte de vitesses équipée selon l'invention 10 avec une double pompe à huile; et - la figure 3 montre le dispositif de l'invention selon une vue perpendiculaire à celle des figures 1 et 2. Tel que cela est représenté sur les figures 1 et 2, une boîte de vitesses automatique comprend, dans un carter 10, un convertisseur 4 monté sur un axe 2 d'un moteur à combustion, l'axe 2 étant relié au vilebrequin du moteur à combustion. La boîte de vitesses automatique comprend par ailleurs un mécanisme 16 constituant les différents rapports de la boîte de vitesses automatique ainsi qu'une boîte à huile 8 dans laquelle est située une crépine d'aspiration 15 d'une pompe à huile 12. Le bac à huile 8 et la pompe 12 se trouvent dans la partie inférieure du carter 10. Dans la partie supérieure du carter est positionné un moteur électrique 11 relié à la pompe à huile 12 par un axe de commande 13. Le dispositif de l'invention comprend par ailleurs un calculateur 17 relié au moteur électrique 11 de la pompe 12. Le calculateur 17 est par ailleurs relié à au moins un capteur 18 fournissant au calculateur un signal électrique correspondant au régime du moteur à combustion auquel la boîte de vitesses automatique est associée. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, la pompe 12 est une pompe unique. Le régime de cette pompe est réglé de manière telle que les débits d'huile sont en général à un niveau bas, ou un niveau réduit, et que le débit d'huile soit augmenté uniquement lors d'un passage de vitesses. Le changement de vitesses est effectué avec le dispositif de l'invention de la manière suivante. Un capteur 18 engendre continuellement des signaux électriques représentant le régime du moteur à combustion. Lorsqu'un premier seuil du régime du moteur à combustion est dépassé, l'engagement des séquences de passage des vitesses est préparé en augmentant la vitesse du moteur électrique 11 et par cela le débit de la pompe 12. Grâce à ce régime élevé de la pompe à huile, l'huile qui se trouve dans le carter 10, est mis sous pression pour remplir son rôle lors du passage des vitesses. Lorsque le changement de vitesses est terminé, le calculateur 17 réduit la vitesse du moteur électrique 11 et ainsi le débit de la pompe à huile 12 de manière que la pression de l'huile soit maintenue au niveau de la pression nécessaire au maintien de la fonction passage. Selon une variante du mode de réalisation, le calculateur 17 peut également être relié à un ou plusieurs capteurs 19 et/ou à un sélecteur de régime 20. Le sélecteur de régime 20 est un commutateur par lequel le conducteur du véhicule entraîné par un moteur à combustion choisit le sens d'entraînement (marche avant, marche arrière, arrêt ou stationnement), et le régime de la boîte de vitesses. Grâce à ces divers signaux engendrés par les capteurs 18, 19 et, selon la variante choisie, par le sélecteur de régime 20 de la boite de vitesses, la pompe 12 peut être pilotée de manière optimale en ce qui concerne la consommation d'énergie électrique et la rapidité des changements de vitesses. En effet, lorsque quelqu'un conduit le véhicule de manière tranquille, c'est-à-dire lorsqu'il évite le plus possible des changements brusques de vitesse ou autrement dit, lorsqu'il conduit à des vitesses relativement constantes avec des accélérations ou décélérations modérées, la boîte de vitesses automatique, et notamment la pompe à huile, peut être pilotée sans les exposer à une usure anormale. Si par contre le conducteur, de par son style de conduite ou par une situation exceptionnelle de la circulation, conduit son véhicule avec beaucoup de changements successifs entre accélérations et décélérations, les changements de régime de la pompe à huile doivent être aménagés de manière à ne pas suivre les changements du régime moteur au même rythme. A cet effet, le calculateur 17 prend avantageusement en compte des signaux électriques tel que celui venant du sélecteur de régime 20 de la boîte de vitesses ou de modules électroniques analysant les changements de régime du moteur en fonction du temps de fonctionnement du moteur. Selon la variante représentée sur la figure 2, la pompe à huile, qui porte ici le numéro de référence 14, diffère de la pompe à huile 12 en ce qu'elle est une pompe double, une partie de la pompe étant dédiée au débit d'huile sous pression et l'autre partie étant dédiée à la lubrification par de l'huile sans pression. Les figures 1 et 2 montrent par ailleurs les pompes 12 et 14 dans une mise en place très avantageuse dans le sens que la disposition de la pompe dans le bac à huile et la disposition du moteur électrique dans la partie supérieure du carter, permettent de maintenir essentiellement la conception des carters de la boîte de vitesses dans leur forme actuelle, car l'axe de commande 13 par lequel la pompe 12 est reliée au moteur électrique 11 passe dans l'espace laissé libre par l'élimination de la pompe traditionnelle. La figure 3 montre la position désaxée de l'axe 30 d'entraînement 13 de la pompe 12. Le dispositif d'alimentation en huile sous pression selon l'invention, soit selon le mode de réalisation décrit ci avant, soit selon tout autre mode de réalisation selon la définition de l'invention par les revendications annexées, permet par ailleurs l'arrêt du moteur à combustion tout en laissant la boîte de vitesses sous pression. De plus, il n'y a aucune demande de puissance sur le moteur à combustion, ce qui peut être intéressant pour la réduction des polluants, notamment lors de démarrages à froid. Un autre avantage est de pouvoir réduire le débit de la pompe à huile au ralenti du moteur à combustion pour supprimer la traînée de convertisseur, et les vibrations. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation en huile sous pression d'un sous-système de transmission, le sous-système comprenant un carter principal (10) contenant un mécanisme de transmission (16) relié à un convertisseur (4) et un bac à huile (8), le dispositif d'alimentation en huile comprenant une pompe à huile (12) et un moyen d'entraînement (11) de la pompe (12), caractérisé en ce que le moyen d'entraînement (11) est un moteur électrique disposé en position haute sur le carter (10), en ce que la pompe (12) est disposée à l'intérieur du bac à huile (8) et en ce que la pompe (12) est reliée au moteur électrique (11) par un axe de commande (13) traversant le carter (10). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe à huile est une double pompe (14), une partie en étant dédiée à la pression et l'autre partie en étant dédiée à la lubrification sans pression. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moteur électrique (11) est relié à un calculateur (17) par lequel il est piloté électroniquement. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des détecteurs (18) du régime d'un moteur à combustion auquel le sous-système de transmission est relié. 5. Procédé d'alimentation en huile sous pression d'un sous-système de transmission, le sous-système comprenant un carter principal (10) contenant un mécanisme de transmission (16) relié à un convertisseur (4) et un bac à huile (8), le dispositif d'alimentation en huile comprenant une pompe à huile (12) et un moyen d'entraînement (11) de la pompe (12), caractérisé en ce que l'on utilise comme moyen d'entraînement de la pompe à huile (12) un moteur électrique (11) et en ce que le moteur électrique est piloté électroniquement par un calculateur (17), selon les passages d'une vitesse à une autre, de manière à ce que le débit d'huile soit en général à un niveau réduit et que le débit d'huile soit augmenté uniquement lors d'un passage de vitesses. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moteur électrique (11) est piloté de façon que sa vitesse soit augmentée en préalable à l'engagement des séquences de passage de vitesses. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le moteur électrique (11) est piloté en tenant compte de la rapidité des changements de régime du moteur à combustion et éventuellement de la force des accélérations produites à l'aide du moteur à combustion, pour optimiser l'entraînement de la pompe à huile (12). 8. Boîte de vitesses automatique pour un moteur à combustion, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'alimentation en huile sous pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.