Brevet FR2923883A1 — publié le 20090522

DISPOSITIF DE PILOTAGE DE POMPE HYDRAULIQUE POUR UNE BOITE DE VITESSES AUTOMATIQUE La présente invention concerne un dispositif de pilotage de pompe hydraulique pour une boîte de vitesses automatique. Elle s'applique notamment dans le domaine de l'automobile. Les boîtes de vitesses automatiques sont munies d'une pompe hydraulique. Cette pompe fournit notamment l'énergie nécessaire à des actionneurs hydrauliques. Elle permet également de lubrifier sous pression les différents éléments de la boîte de vitesses et de les refroidir. L'axe de la pompe est accouplé mécaniquement et en permanence à l'arbre du moteur thermique, qui l'entraîne en rotation. C'est pourquoi, par la suite, cette pompe sera appelée � pompe mécanique �. De par sa simplicité, le coût de ce dispositif de pompage mécanique est faible. Son inconvénient majeur réside dans le couple moteur absorbé. En effet, lors des phases d'arrêt du véhicule au régime moteur de ralenti, même si la pompe hydraulique n'est soumise qu'à une pression faible de l'ordre de 2 à 3 bars, elle consomme quand même à elle seule entre 2 et 4 Newton-mètres (Nm) du couple fourni par le moteur. De plus, la pompe hydraulique entraîne la boîte de vitesses dont les frottements internes absorbent également un couple de l'ordre de 5 Nm. Le couple total absorbé à l'arrêt au régime moteur de ralenti est donc important et entraîne une surconsommation de carburant qui n'est pas négligeable. Le brevet américain US 6,799,109 divulgue un dispositif comportant une pompe électrique, la pompe électrique étant utilisée en parallèle de la pompe mécanique d'une boîte de vitesses automatique. Cependant, la pompe électrique ne permet pas de débrayer la pompe mécanique. Le dispositif divulgué dans ce brevet ne permet donc pas de diminuer les pertes mécaniques. L'invention a notamment pour but de pallier les inconvénients précités. Pour cela, elle propose de piloter un dispositif de désaccouplement de la pompe mécanique. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de pilotage de pompe hydraulique pour une boîte de vitesses automatique d'un véhicule automobile. La boîte de vitesses comporte une première pompe hydraulique accouplée à l'arbre moteur du véhicule, l'arbre actionnant la pompe. Le dispositif comporte une seconde pompe hydraulique actionnée par un moteur électrique. Le dispositif comporte des moyens pour maintenir accouplés la première pompe et l'arbre moteur. La pression fournie par la seconde pompe permet d'agir mécaniquement sur lesdits moyens, de sorte à désaccoupler l'arbre moteur et la première pompe. Dans un mode de réalisation, les moyens pour maintenir accouplés la première pompe et l'arbre moteur peuvent comporter un crabot. 1 o La pression fournie par la seconde pompe peut permettre de déplacer le crabot, de sorte à désaccoupler l'arbre moteur et la première pompe. Dans un autre mode de réalisation, les moyens pour maintenir accouplés la première pompe et l'arbre moteur peuvent comporter un dispositif d'embrayage. La pression fournie par la seconde pompe peut 15 permettre de débrayer le dispositif, de sorte à désaccoupler l'arbre moteur et la première pompe. Avantageusement, la pression fournie par la seconde pompe peut permettre d'amorcer le circuit hydraulique de la boîte de vitesses ou permettre d'assurer le débit de lubrification et de refroidissement de la boîte 20 de vitesses ou encore permettre d'assurer une pression minimale pour compenser l'inertie du véhicule lors des démarrages en première et en marche arrière. Dans un mode de réalisation comportant un crabot, celui-ci peut coulisser longitudinalement dans des cannelures de l'arbre moteur et de l'axe 25 de la première pompe. Un ressort peut maintenir le crabot en position immobile dans les cannelures de sorte à maintenir accouplés la première pompe et l'arbre moteur. Par exemple, la boîte de vitesses peut comporter un distributeur hydraulique, un calculateur pouvant commander le distributeur hydraulique 30 pour faire coulisser le crabot. Dans un mode de réalisation comportant un dispositif d'embrayage, celui-ci peut comporter un ressort pour maintenir un premier jeu de disques en position embrayée avec un second jeu de disques, le premier jeu de disques étant solidaire de la première pompe et le second jeu de disques étant solidaire de l'arbre moteur, de sorte à maintenir accouplés la première pompe et l'arbre moteur. Par exemple, la boîte de vitesses peut comporter un distributeur hydraulique, un calculateur pouvant commander le distributeur hydraulique 5 pour compenser la force du ressort et débrayer le dispositif. Préférentiellement, un tel dispositif de pilotage de pompe hydraulique peut equiper un véhicule automobile. 10 L'invention a encore pour principaux avantages que lors des phases de roulage, l'utilisation de la seconde pompe électrique peut limiter l'utilisation de la première pompe mécanique. En effet, certains organes de fonctionnement de la boîte de vitesses ne demandent pas un débit d'huile 15 important. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui 20 représentent : - la figure 1, par un schéma, une illustration d'une liaison selon l'art antérieur entre un moteur thermique et une boîte de vitesses automatique ; - la figure 2, par un synoptique, une illustration du principe de 25 fonctionnement d'une boîte de vitesses automatique comportant un dispositif de désaccouplement selon l'invention ; - les figures 3a et 3b, par des vues en coupe, une illustration d'un exemple de mise en oeuvre d'un dispositif de désaccouplement selon l'invention ; 30 -la figure 4, par un schéma, une illustration d'un autre exemple de mise en oeuvre d'un dispositif de désaccouplement selon l'invention. La figure 1 illustre par un schéma une liaison selon l'art antérieur entre un moteur thermique 1 et une boîte de vitesses automatique 2. La boîte de vitesses 2 comporte un ensemble mécanisme-train 3, un réducteur de vitesse comportant un premier pignon 4 couplé à l'arbre primaire, un deuxième pignon 5 couplé à un arbre secondaire 5 et un ensemble couronne-pont 6. Un convertisseur de couple 7 est disposé entre le moteur 1 et la boîte de vitesses 2. La boîte de vitesses 2 comporte également une pompe 8 reliée mécaniquement au moteur 1, l'axe de la pompe 8 étant accouplé à l'arbre du moteur 1. Cet agencement, connu dans l'art antérieur, permet au moteur 1 d'entraîner en rotation un train de roues motrices 9. Comme explicité précédemment, à cause de la pression dans la pompe 8 et des frottements induits par les divers éléments que comporte la boîte de vitesses 2, un couple important fourni par le moteur 1 est absorbé par une telle liaison selon l'art antérieur. Ceci entraîne une surconsommation de carburant qui n'est pas négligeable. La figure 2 illustre, par un synoptique le principe de fonctionnement d'une boîte de vitesses automatique 10 reliée au moteur 1 et comportant un dispositif 18 de désaccouplement selon l'invention. La boîte de vitesses 10 comporte un distributeur hydraulique 11 relié par un circuit hydraulique à des récepteurs 12 et 13, à un échangeur thermique 14 et à un élément de lubrification 15. Elle comporte également une pompe mécanique 16 reliée mécaniquement au moteur 1. La pompe 16 est comparable à la pompe 8 de l'exemple de l'art antérieur illustré par la figure 1. Par ailleurs, le distributeur hydraulique 11 est connecté à un calculateur électronique 17. La boîte de vitesses 10 comporte également le dispositif 18 selon l'invention qui permet de désaccoupler la pompe 16 et le moteur 1. Le dispositif de désaccouplement 18 sera décrit plus en détails par la suite. Une pompe additionnelle 19 actionnée par un moteur électrique 20 permet d'une part de fournir la pression de commande nécessaire au dispositif 18 pour assurer le désaccouplement. D'autre part, la pompe électrique 19 peut avantageusement permettre de fournir le débit et la pression nécessaire à l'amorce du circuit hydraulique de la boîte de vitesses 10, par exemple, le débit de lubrification et de refroidissement nécessaire à l'élément 15 et à l'échangeur 14. La pompe électrique 19 peut également permettre de garantir une pression minimale permettant de compenser l'inertie du véhicule lors des démarrages en première et en marche arrière. Les figures 3a et 3b illustrent, par des vues en coupe, un exemple de mise en oeuvre du dispositif de désaccouplement 18 selon l'invention. La figure 3a illustre le dispositif de désaccouplement 18 en position non pilotée, la pompe 16 étant reliée mécaniquement au moteur 1. 1 o Par exemple, une couronne 30 solidaire d'un pignon 31 peuvent être entraînés en rotation par une pièce 32 jouant le rôle de crabot. Le pignon 31 est lui-même solidaire de l'axe de rotation de la pompe mécanique 16, c'est pourquoi on l'appellera par la suite � pignon de pompe �. Liée en rotation à un arbre 34, la pièce 32 peut par exemple coulisser longitudinalement à 15 l'arbre 34 en suivant des cannelures non représentées sur la figure 3a. Un ressort 33 peut par exemple exercer une force F sur la pièce 32 longitudinalement à l'arbre 34 et au pignon 31. Ainsi, le ressort 33 assure le maintient de la liaison mécanique lorsque le système est au repos. En effet, pour des raisons de sûreté de fonctionnement notamment, une boîte de 20 vitesses automatique doit être � en prise � lors de pannes électriques. Et le ressort 33 permet avantageusement que la pompe mécanique 16 soit reliée mécaniquement au moteur 1 lorsque le dispositif de désaccouplement selon l'invention n'est pas actif. L'arbre 34 est l'arbre de liaison entre le moteur 1 et la boîte de vitesses 10 par l'intermédiaire d'un convertisseur de couple non 25 représenté sur la figure 3a. Ainsi, la pièce 32 crabotée dans les cannelures accouple le pignon de pompe 31 et l'arbre 34 du moteur 1. La figure 3b illustre le dispositif de désaccouplement 18 en position pilotée, la pompe 16 n'étant plus reliée mécaniquement au moteur 1. Initialement crabotée, la pièce 32 peut par exemple être pilotée en position 30 par le distributeur hydraulique 11 lui-même contrôlé par le calculateur 17. Une pression P de commande délivrée par la pompe électrique 19 peut avantageusement permettre de faire coulisser la pièce 32 en dehors des cannelures et ainsi de désaccoupler l'arbre 34 et le pignon de pompe 31. Le pignon de pompe 31 étant monté fou sur l'arbre 34, la pompe mécanique 16 35 n'est plus entraînée. La figure 4 illustre un exemple d'utilisation d'un dispositif d'embrayage à la place du crabot 32 pour désolidariser la pompe mécanique 16 et l'arbre moteur. Dans cet exemple de réalisation, la couronne 30 et le pignon 31 sont solidaires de disques 41 embrayés avec des disques 40. Un ressort 42 applique un effort suffisant sur un piston 43 pour maintenir les disques 40 et les disques 41 embrayés. Les disques 40 sont solidaires de l'arbre moteur 34. Les disques 41 sont solidaires du pignon 31, lui-même 1 o solidaire de l'arbre de la pompe 16. Avantageusement, l'effort du ressort 42 peut-etre augmenté en pilotant une pression par l'intermédiaire d'un distributeur hydraulique. Le débrayage de la pompe 16 est obtenu grâce à la pression P fournie par la pompe électrique 19. La pression P permet d'appliquer un effort au piston 43 compensant la force du ressort 42, 15 débrayant ainsi les disques 40 et 41. Le débrayage des disques désolidarise la pompe 16 de l'arbre 34. En désaccouplant la pompe mécanique et l'arbre moteur lors des 20 phases d'arrêt du véhicule au régime moteur de ralenti, la présente invention permet de ne plus entraîner la boîte de vitesses et ainsi de diminuer considérablement les pertes mécaniques. Pour des raisons de sûreté de fonctionnement, notamment en cas de panne électrique, une pompe électrique ne peut remplacer totalement la pompe mécanique. Ceci se justifie 25 également par des raisons de tenue en sollicitation du moteur électrique, qui devrait tourner en permanence. REVENDICATIONS 1. Dispositif de pilotage de pompe hydraulique pour une boîte de vitesses automatique d'un véhicule automobile, la boîte de vitesses (10) comportant une première pompe hydraulique (16) accouplée à l'arbre moteur du véhicule, l'arbre actionnant la pompe, le dispositif comportant une seconde pompe hydraulique (19) actionnée par un moteur électrique (20), le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour maintenir accouplés la première pompe (16) et l'arbre moteur, et en ce que la pression (P) fournie par la seconde pompe (19) permet d'agir mécaniquement sur lesdits moyens, de sorte à désaccoupler l'arbre moteur et la première pompe (16). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour maintenir accouplés la première pompe (16) et l'arbre moteur comportent un crabot (32), et en ce que la pression (P) fournie par la seconde pompe (19) permet de déplacer le crabot, de sorte à désaccoupler l'arbre moteur et la première pompe (16). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour maintenir accouplés la première pompe (16) et l'arbre moteur comportent un dispositif d'embrayage, et en ce que la pression (P) fournie par la seconde pompe (19) permet de débrayer le dispositif, de sorte à désaccoupler l'arbre moteur et la première pompe (16). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression (P) fournie par la seconde pompe (19) permet d'amorcer le circuit hydraulique de la boîte de vitesses (10). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression (P) fournie par la seconde pompe (19) assure le débit de lubrification et de refroidissement de la boîte de vitesses (10). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression (P) fournie par la seconde pompe (19) assure une pression minimalepermettant de compenser l'inertie du véhicule lors des démarrages en première et en marche arrière. 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le crabot (32) coulisse longitudinalement dans des cannelures de l'arbre moteur et de l'axe de la première pompe (16). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un ressort (33) maintient le crabot (32) en position immobile dans les cannelures de sorte 1 o à maintenir accouplés la première pompe (16) et l'arbre moteur. 9. Dispositif selon la revendication 7, la boîte de vitesses (10) comportant un distributeur hydraulique (11), caractérisé en ce qu'un calculateur (17) commande le distributeur hydraulique pour faire coulisser le crabot (32). 15 10. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif d'embrayage comporte un ressort (42) maintenant un premier jeu de disques (40) en position embrayée avec un second jeu de disques (41), le premier jeu de disques (40) étant solidaire de la première pompe (16) et 20 le second jeu de disques (41) étant solidaire de l'arbre moteur, de sorte à maintenir accouplés la première pompe (16) et l'arbre moteur. 11. Dispositif selon la revendication 10, la boîte de vitesses (10) comportant un distributeur hydraulique (11), caractérisé en ce qu'un calculateur (17) 25 commande le distributeur hydraulique pour compenser la force du ressort (42) et débrayer le dispositif. 12. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.