FR2460798A2 - Dispositif de manoeuvre automatique d'un embrayage de vehicule - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF DE MANOEUVRE AU MOYEN D'UN SERVO-MOTEUR ACTIONNE PAR UNE FORCE AUXILIAIRE ET D'UN DISPOSITIF DE COMMANDE 6 QUI DECLENCHE CETTE FORCE EN FONCTION DE LA POSITION DE LA PEDALE D'ACCELERATION ETOU DES VITESSES MESUREES EN AMONT ET EN AVAL DE L'EMBRAYAGE 4, LE DISPOSITIF DE COMMANDE DECLENCHANT LA FORCE AUXILIAIRE D'ACTIONNEMENT DU SERVOMOTEUR DE MANIERE QUE LA VITESSE DU MOTEUR ATTEIGNE UNE CONSIGNE PRESCRITE EN FONCTION DE LA POSITION DE CETTE PEDALE. LA VITESSE DE CONSIGNE MONTE PROGRESSIVEMENT A PARTIR DE LA VITESSE DE RALENTI, SA VALEUR DEMEURANT INFERIEURE A LA VITESSE AFFECTEE A LA POSITION MOMENTANEE DE LA PEDALE ET CORRESPONDANT A LA FORCE DE TRACTION MAXIMALE, AU MOINS DANS LA PLAGE DES MANOEUVRES IMPORTANTES DE LA PEDALE, PUIS CETTE VITESSE DE CONSIGNE MONTE BRUSQUEMENT A CELLE QUI CORRESPOND A LA FORCE MAXIMALE DE TRACTION DANS LA PLAGE DE MANOEUVRE MAXIMALE DE LA PEDALE DES GAZ. APPLICATION ESSENTIELLEMENT AUX VOITURES AUTOMOBILES A BOITE DE VITESSES COMMANDEE A LA MAIN, MAIS NE COMPORTANT PAS DE PEDALE D'ACCELERATION.

Description

L'invention se rapporte à un dispositif de manoeuvre automatique d'un embrayage de véhicule automobile disposé entre le moteur et la boite de vitesses au moyen d'un servomoteur actionné par une force auxiliaire et d'un dispositif de commande qui déclenche la force auxiliaire d'actionnement du servomoteur en fonction de la position de la pédale d'accélération et/ou des vitesses mesurées en amont et en aval de ltembrayage, ce dispositif commandant le déclenchement de la force auxiliaire d'actionnement du servomoteur au démarrage (vitesse initiale d'entrée de la boite de vitesses approximativement nulle) de manière que la vitesse du moteur atteigne une valeur de consigne qui est prédéterminée en fonction de la position de la pédale d'accélération.

Le brevet principal concerne un dispositif de manoeuvre automatique d'un embrayage de véhicule automobile au moyen d'un servomoteur actionné par une force auxiliaire, le déclenchement de la force auxiliaire d'actionnement du servomoteur étant commandé au démarrage de manière que la vitesse du moteur demeure à l'intérieur d'une plage prédéterminée de part et d'autre d'une vitesse de consigne qui est variable en fonction de la position de la pédale d'accélération. La consigne de la vitesse du moteur suit une courbe correspondant à la force maximale de traction, c'est-à-dire que la vitesse de consigne correspond pour chaque position de la pédale d'accélération à la vitesse pour laquelle le couple maximal du moteur affecté à cette position de la pédale est atteint.Mais cette disposition exige un travail d'embrayage relativement important avec un dégagement considérable de chaleur et une usure correspondante et de plus provoque un bruit relativement fort en étant la cause d'une consommation importante.

L'invention a pour objet un dispositif tel que celui du brevet principal, mais en particulier qui ne comporte pas les inconvénients mentionnés.

Selon une particularité essentielle de l'invention, la vitesse de consigne monte continûment à partir de la vitesse de ralenti, mais sa valeur demeure audes sous de la vitesse correspondant à la force maximale de traction et affectée à la position particulière de la pédale au moins dans la plage dans laquelle la pédale est fortement manoeuvrée,et la vitesse de consigne monte brusquement à la vitesse correspondant à la force de traction maximale dans la plage dans laquelle la pédale est manoeuvrée au maximum.Donc, conformément à l'invention, la courbe de la vitesse de consigne du moteur est réglée tout d'abord de manière à suivre une ligne pouvant être qualifiée de ligne de démarrage, vitesse de consigne à laquelle la vitesse demeure toujours inférieure à celle correspondant à la force maximale de traction au moins dans la plage dans laquelle la pédale subit des manoeuvre importantes.

Ce niveau limité de la vitesse du moteur réduit le travail d'embrayage en provoquant un dégagement de chaleur relativement faible et une relativement faible usure. De plus, les bruits émanant du moteur et la consommation de ce dernier sont limités en raison des faibles vitesses. Mais la vitesse de démarrage subit brusquement au voisinage de la pleine charge une élévation jusqu'à la vitesse du moteur affectéeau couple maximal de ce dernier afin d'améliorer la tenue au seuil de démarrage. Cette élévation de la vitesse du moteur peut soit être produite sur la ligne de pleine charge, c'est-à-dire la ligne d'actionnement maximal de la pédale, donc l'angle maximal du papillon des gaz, soit dès avant que l'état de pleine charge soit atteint, c'est-à-dire sous un angle plus faible du papillon des gaz.

Dans les deux cas, le point de changement de marche peut être caractérisé par un seuil de force, c'est-à-dire par exemple par celui d'une butée auxiliaire élastique montée sur la pédale d'accélération de manière que cette plage de service n'entre en fonction qu'après exercice d'une grande force sur la pédale. Une élévation de la vitesse de manière qu'elle atteigne la ligne de pleine charge peut être liée judicieusement à une plage dite d'excès de gaz de la pédale d'accélération, c'est-àdire que le point de changement de marche n'est atteint qu'au-delà d'une course à vide de la pédale.

Ce seuil de force donne au chauffeur une information supplémentaire sur l'état de charge atteint et donc le chauffeur peut bien juger de la manière dont -il peut conduire selon ses désirs. Lors de l'élévation brusque de vitesse avant que ne soit atteinte la pleine charge du moteur, ce point d'appui peut être pour lui aussi un point de charge continu correspondant à un régime économique en évitant la surcharge prévue dans le carburateur.

L'élévation de la vitesse au démarrage peut aussi apporter une aide au démarrage à grande hauteur géo dépique, car il est possible ainsi d'amoindrir le problème de la chute de la puissance du moteur par suite de la ré- duction du taux d'admission ou de remplissage et de l'accroissement de l'excès d'enrichissement du mélange avec augmentation nécessaire de l'avance à l'allumage (dans les moteurs à essence). Il pourrait aussi être prévu,pour amé livrer la marche d'un véhicule dans ces régions,de ménager pour les grandes hauteurs une ligne de démarrage n1 cons à niveau élevé de vitesse correspondant à la consommation résultant du mode d'exécution du moteur (carburateur, ligne caractéristique du réglage du point d'allumage).La variation de la vitesse de consigne pourrait être modifiable par la position de la pédale en fonction de la hauteur géodésique mesurée par exemple par une capsule barométrique.

Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, le dispositif de commande émet une variable réglante de commande du déclenchement de la force auxiliaire d'actionnement du servomoteur, cette variable étant fonction de la différence entre la valeurréelle et la valeur de consigne de la vitesse du moteur. Cette variable réglante peut monter linéairement ou progressivement avec l'augmentation de la différence de vitesse et peut être la durée ou la fréquence d'impulsion de l'attaque des soupapes pilotes montées en amont du servomoteur qui est-produite à intervalles de temps.Alors que dans le mode de réalisation selon le brevet principal, des limites fixes de vitesse étaient prescrites de part et d'autre de la vitesse de consigne et qu'un processus de réglage était déclenché en sens inverse lorsque cette vitesse de consigne était atteinte, le réglage conforme à l'invention peut être dans son ensemble plus spontané et les aller et retour gênants entre les limites de vitesse sont évités, car la variable réglante qui fait passer la vitesse du moteur à la consigne de vitesse augmente toujours avec l'augmentation de la distance à cette consigne.

L'invention va être décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel
- la figure 1 est un schéma du dispositif de commande d'embrayage ; et
- la figure 2 est un graphique représentant les courbes caractéristiques du moteur et sur lequel est portée la variation de la vitesse de consigne du moteur qui doit être-maintenue pendant le démarrage en fonction du couple de ce moteur, le paramètre reporté sur ce graphique étant l'angle du papillon des gaz qui correspond à la position de la pédale d'accélération.

La figure 1 illustre un moteur classique 1 de véhicule qu'un volant 3 et un embrayage 4 relient à une boîte de vitesses2 qui se manoeuvre à la main. Mais l'em- brayage du mode de réalisation de l'invention ne se manoeuvre pas à l'aide d'une pédale comme dans les véhicules classiques, mais doit pouvoir être manoeuvré au moins sélectivement à l'aide d'un servomoteur 5 actionné par une force auxiliaire, par exemple d'un servomoteur pneumatique à dépression. Ce servomoteur est combiné à cette fin avec deux soupapes pilotes 13 et 15 qui en relient la chambre de travail soit à une canalisation -14 dans laquelle règne la pression atmosphérique, soit à une canalisation 16 aboutissant à un réservoir de dépression 17, en fonction de signaux émis par un dispositif de commande 6.Ce réservoir de dépression 17 est raccordé de son côté par une canalisation 18 au conduit d'aspiration 10 du moteur du véhicule, qui est un moteur usuel à essence et à pistons alternatifs, la canalisation 18 étant branchée sur le conduit 10 en aval du papillon des gaz 9 et assurant l'alimentation en dépression du servomoteur par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour 19. Le dispositif de commande 6 envoie ses signaux de commande aux soupapes pilotes 13 et 15 de manière que celles-ci mettent le servomoteur 5 à la pression voulue en fonction de la position de la pédale d'accélération 7 qui commande le papillon des gaz 9, un capteur 8 de position de la pédale 7 étant monté à cette fin sur cette dernière. Ce capteur pourrait aussi être remplacé par un autre capteur détectant l'angle du papillon des gaz.Le dispositif de commande 6 reçoit par ailleurs de plus les informations relatives à la vitesse de la ligne d'arbres en amont et en aval de l'embrayage 4, ces informations étant transmises par des capteurs de vitesse 11 et 12 montés aux emplacements correspondants sur la ligne d'arbres.

La fonction et le mode de fonctionnement du dispositif de manoeuvre automatique de l'embrayage conforme à l'invention vont être décrits. Dans le cas particulier, seul le démarrage est concerné, c'est-à-dire le serrage de l'embrayage alors que le moteur tourne et que le véhicule est à l'arrêt afin de le mettre en marche.

Au cours de ce démarrage, qui est décelé par la vitesse nulle de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses,cette vitesse nulle étant mesurée par le capteur 12, le processus d'embrayage selon l'invention est commandé de manière que la vitesse du moteur soit amenée a' correspondre à une consigne prescrite par des débrayages et des embrayages correspondants, cette vitesse de consigne étant variable en fonction de la position de la pédale, c'est-àdire de l'angle du papillon des gaz. La commande est exécutée pas à pas par plusieurs impulsions qui se succèdent à intervalles de temps, une variation de la longueur ou de la fréquence des impulsions pouvant permettre au dispositif 6 d'intervenir sur le déroulement de la commande.

I1 est préférable que la grandeur réglante formée par la durée ou la fréquence de l'impulsion varie en fonction de la différence entre la valeur réelle et la valeur de consigne de la vitesse du moteur, cette variable règlante croissant linéairement ou progressivement avec l'augmentation de la différence de vitesse. En d'autres termes, la vitesse du moteur est rapprochée d'autant plus de la vitesse de consigne par actionnement correspondant de l'embrayage qu'elle est différente de cette vitesse de consigne. La courbe de la vitesse de consigne partant de la vitesse de ralenti nL se trouve du côté des vitesses basses, c'est-à-dire que la vitesse de consigne est inférieure à la vitesse affectée à la position momentanée de la pédale et correspondant au couple maximal.Cette vitesse ne doit monter brusquement à celle qui correspond au couple maximal que dans la plage d'actionnement maximal de la pédale d'accélération, c'est-à-dire d'angle maximal du papillon des gaz.

La figure 2 représente cette courbe de la vitesse de consigne n1 cons sur le graphique des lignes caractéristiques du moteur, le couple du moteur Md étant porté en fonction de la vitesse du moteur n1. D'autres paramètres sont les courbes d'angle constant a du papillon des gaz, c'est-à-dire de l'actionnement correspondant de la pédale. La ligne de démarrage n1 cons est indiquée par une courbe 20 qui part du point 21 correspondant à la vitesse de ralenti nL et qui atteint le point 22, la vitesse augmentant continûment.Comme le montre par ailleurs ce graphique des courbes caractéristiques, les vitesses demeurent inférieures aux valeurs qui correspondent au couple maximal à la position particulière de la pédale, c'est-àdire sous l'angle particulier du papillon des gaz, au moins dans la plage des grands angles de ce papillon, c'est-àdire des actionnements correspondants de la pédale-.

Cette variation continue de la ligne de démarrage n1 cons pourrait aussi être remplacée par quelques discontinuités indépendantes, dans le cas limite par une seule,mais de préférence par quatre de ces discontinuités.

La vitesse de démarrage ne doit être élevée approximativement à la vitesse nMd max correspondant au couple maximal du moteur Md max qu'au voisnage de la pleine charge afin d'améliorer la tenue du moteur au seuil de démarrage. Il existe deux possibilités pour cette éléva- tion, l'une étant indiquée par des traits pleins 24 partant du point 22, passant par le point 26 et aboutissant au point 23, tandis que l'autre est indiqué par une ligne brisée 25 qui part du point 22, passe par le point 27 et atteint aussi le point 23.Dans le premier cas, l'élévation de la vitesse a lieu avant que ne soit atteinte la ligne de pleine charge max donc pour une position de la pédale qui ne correspond pas à l'actionnement maximal de cette dernière, tandis que dans le second cas, l'élévation de la vitesse ntest produite qu'au moment auquel est véritablement atteinte la ligne de pleine charge. I1 peut être judicieux dans les deux cas de prévoir un seuil de poussée sur la pédale d'accélération, ce seuil correspondant au passage à la ligne de pleine charge, donc au moment auquel la pédale est poussée, ce seuil de poussée étant combiné avec une course à vide de la pédale ("excès de gaz") ; ce seuil de poussée est destiné à indiquer nettement que la pédale d'accélération a atteint,éventuellement dépassé,une position correspondant à l'élévation de la vitesse, ce seuil ne pouvant être dépassé que par une augmentation de la force exercée sur la pédale. Ce seuil de pression pourrait permettre de mettre le moteur à un régime économique en évitant précisément ce seuil de vitesse de démarrage, c'est-à-dire la plage de surcharge qui est liée à un enrichissement supplémentaire du mélange dans le carburateur pendant que le véhicule est en marche.

La manière dont agit le dispositif de commande selon l'invention va être illustrée à l'aide d'un exemple. En admettant qu'au démarrage du véhicule, la pédale d'accélération soit poussée sur une distance telle que le papillon des gaz occupe une position indiquée par ax sur la figure 2, la vitesse de consigne n1 cons x qui correspond à cette position se trouve au point 28. En partant d'un état de débrayage total, le servomoteur 5 reçoit de manière limitée dans le temps la pression atmosphérique par commande d'ouverture de la soupape pilote 13 au moyen de signaux d'horloge, de sorte que l'embrayage 4 est amené à être serré par des organes de manoeuvre qui ne sont pas représentés, mais qui sont bien connus.Le dispositif de commande 6 attaque la soupape pilote 13 de manière que la durée ou la fréquence des impulsions provoquant l'ouverture de cette soupape 13 varie en fonction de la différence entre la vitesse réelle et la vitesse de consigne du moteur.

Cette variable réglant doit être d'autant plus grande que la différence des vitesses est grande. Cette remarque est par ailleurs aussi valable pour l'attaque de la soupape pilote 15 dans le cas où la vitesse du moteur est inférieure à celle de consigne au début du processus de démarrage. Le dispositif de commande 6 forme donc une différence de vitesse An qui est utilisée pour l'attaque de la soupape pilote 13 ou 15 qui est réglée par les signaux d'horloge, selon que la vitesse réelle est supérieure ou inférieure à la vitesse de consigne.

Sur la figure 2, la différence de vitesse est indiquée par h n19 (point 26) pour le cas où la vitessedu moteur est supérieure à la vitesse de consigne pendant le démarrage, tandis que la différence correspondante de vitesse est indiquée par nlk (au point 27) pour le cas où la vitesse du moteur est inférieure à la vitesse de consigne.

L'attaque selon I'invention des soupapes pilotes par une variable règlante (durée ou fréquence d'impulsions) qui varie en fonction de la différence de vitesse a pour effet d'éviter les embrayages et débrayages constants, prévus pour le procédé du brevet principal, entre les limites de vitesse données par la plage des vitesses de part et d'autres de celle de consigne. Conformément à la présente invention, la vitesse du moteur est au contraire amenée par un côté à celle de consigne, la variable règlante formée par la durée ou la fréquence d'impulsions diminuant avec le rapprochement à la ligne de démarrage, l'actionnement de l'embrayage devenant donc ainsi toujours plus sensible. Le processus de demarrage est finalement achevé lorsque les vitesses en amont et en aval de l'embrayage sont sensiblement identiques.

Il convient encore de remarquer que les impulsions de commande des soupapes pilotes ne sont pas sensiblement constantes,ctest-à-dire ne doivent donc pas être produites avec unefrequencecorrespondante lors de 1 'embrayage ou du débrayage total, mais qu'il suffit entièrement qu'elles soient produites uniquement lorsqu'elles sont nécessaires, c'est-à-dire uniquement pendant le processus d'embrayage ou de débrayage lui-même. Il en résulterait une diminution de la consommation d'énergie, un allongement de la vie utile des soupapes pilotes ainsi qu'éventuellement des temps morts nécessaires qui soient plus courts.

L'attaque du servomoteur 5 pourrait aussi avoir lieu différemment du mode de réalisation représenté, c'est-à-dire que le dispositif 6 de commande pourrait attaquer tout d'abord des électrovannes pilotes situées à de bas niveaux énergétiques et pouvant avoir de faibles sections de commande. Chacune de ces électrovannes pilotes pourrait attaquer de son côté une soupape principale de commande ou elle pourrait éventuellement attaquer une soupape principale de commande commune utilisant le fluide d'asservissement transmettant l'énergie, par exemple donc la dépression, et ayant des sections de passage relativement grandes.La mise en oeuvre d'électrovannes pilotes -conviendrait mieux à l'attaque électronique par le dispositif de commande 6, car il serait possible d'utiliser des amplificateurs d'impulsions plus petits et meilleur marché, et consommant moins de courant et parce que de plus les soupapes pilotes correspondantes, qui seraient plus petites, auraient des temps morts plus courts lors des processus de branchement, ce qui peut avoir une importance pour le fonctionnement du circuit de réglage.

Il a été par ailleurs admis dans l'exemple décrit de réalisation que le servomoteur 5 provoque le serrage de l'embrayage 4 par admission de fluide, c'est-àdire par mise en communication avec l'atmosphère et en provoque le débrayage par évacuation de fluide, c'est-àdire par mise en communication avec le réservoir 17 de dépression. Le servomoteur peut bien entendu être aussi réalisé de manière qu'il débraye par admission de fluide et embraye par-évacuation de fluide, c'est-à-dire d'air.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de manoeuvre automatique d'un embrayage de véhicule automobile disposé entre le moteur et la boite de vitesses au moyen d'un servomoteur actionné par une force auxiliaire et d'un dispositif de commande qui déclenche la force auxiliaire d'actionnement du servomoteur en fonction de la position de la pédale d'accélération et/ou des vitesses mesurées en amont et en aval de l'embrayage, ce dispositif commandant le déclenchement de la force auxiliaire d'actionnement du servomoteur au démarrage (vitesse initiale d'entrée de la boite de vitesses approximativement nulle) de manière que la vitesse du moteur atteigne une valeur de consigne prescrite en fonction de la position de la pédale d'accélération, dispositif selon le brevet principal et caractérisé. en ce que la vitesse de consigne monte à partir de la vitesse de ralenti en continu ou par des discontinuités indépendantes, sa valeur demeurant inférieure à la vitesse affectée à la position particulière de la pédale et correspondant à une force de traction maximale au moins dans la plage dans laquelle la pédale est fortement manoeuvrée, la vitesseEde- consigne montant brusquement à la vitesse correspondant à la force maximale de traction dans la plage dans laquelle la pédale d'accélération est manoeuvrée au maximum.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de consigne est variable en fonction de la pression de l'air ambiant.

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de consigne ne s'élève brusquement qu'au moment auquel la manoeuvre de la pédale d'accélération atteint un maximum.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de consigne s'élève brusquement à un moment auquel la manoeuvre de la pédale atteint un seuil inférieur au maximum.

5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la pédale d'accélération (7) comprend un seuil de force entrant en action lorsque la pédale atteint une position provoquant l'élévation brusque de la vitesse, ce seuil ne pouvant être franchi que par accroissement de la force exercée sur la pédale.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le seuil de- force est formé par une butée élastique auxiliaire.

7. Dispositif en particulier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de commande (6) produit une variable réglante de commande du déclenchement de la force auxiliaire du servomoteur (5), cette variable étant fonction de la différence entre la valeur réelle et la valeur de consigne de la vitesse du moteur.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la variable réglante s'accroît linéairement ou progressivement avec l'augmentation de la différence des vitesses.

9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la variable réglante est la durée ou la fréquence des impulsions d'attaque des soupapes pilotes (13, 15) montées en amont du servomoteur (5), attaque qui a lieu à certains intervalles de temps.