FR2465128A1

FR2465128A1 - Perfectionnement aux dispositifs de transmission automatique pour vehicules a quatre roues motrices

Info

Publication number: FR2465128A1
Application number: FR8018650A
Authority: FR
Inventors: Toshio Takano; Toshio Kobayashi
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1979-09-13
Filing date: 1980-08-28
Publication date: 1981-03-20
Also published as: US4552036A; GB2058274B; GB2058274A; JPS5643035A; AU523956B2; DE3034230C2; JPS6312816B2; CA1128777A; SE443333B; CH648245A5; DE3034230A1; SE8006382L; AU6147380A; FR2465128B1; BE885217A

Abstract

CE DISPOSITIF DE TRANSMISSION AUTOMATIQUE POUR VEHICULE A QUATRE ROUES MOTRICES COMPREND UN CONVERTISSEUR DE COUPLE 2, UNE BOITE DE VITESSES AUTOMATIQUE 3 RELIEE A UN ARBRE 10 DE LA TURBINE DU CONVERTISSEUR DE COUPLE POUR TRANSMETTRE LA PUISSANCE DE SORTIE DU MOTEUR POUR TRANSMETTRE LA PUISSANCE DE SORTIE DU MOTEUR AUX ROUES AVANT, UN DISPOSITIF D'ACCOUPLEMENT HYDRAULIQUE 6 POUR TRANSMETTRE LA PUISSANCE DE SORTIE AUX ROUES ARRIERE, ET UN DISPOSITIF DE COMMANDE HYDRAULIQUE 5 POUR ACTIONNER L'ENSEMBLE. LE DISPOSITIF DE COMMANDE 5 COMPREND UNE VANNE DE REGULATION DE PRESSION POUR PRODUIRE UNE PRESSION DE LIGNE QUI VARIE EN FONCTION DES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT DU MOTEUR ET UNE VANNE DE COMMUTATION POUR LE DISPOSITIF D'ACCOUPLEMENT 6. LE DISPOSITIF DE COMMANDE 5 EST ADAPTE POUR AUGMENTER LA PRESSION DE LIGNE EN MEME TEMPS QU'AUGMENTE LA CHARGE DU MOTEUR ET LA VANNE DE COMMUTATION EST ADAPTEE POUR ACTIONNER LE DISPOSITIF D'ACCOUPLEMENT 6 AU MOYEN DE LA PRESSION DE LIGNE ACCRUE, DE SORTE QUE LE DISPOSITIF PASSE AUTOMATIQUEMENT EN CONFIGURATION A QUATRE ROUES MOTRICES, EN FONCTION DES CONDITIONS DE CONDUITE.

Description

La présente invention est relative à un mécanisme de transmission

automatique pour véhicule automobile, adapté pour entraîner les roues avant et arrière, et elle concerne plus particulièrement un mécanisme de transmission automatique du type disposé entre deux essieux et adapté pour entraîner soit

deux, soit quatre roues.

Les véhicules automobiles à traction avant dans lequel le moteur est monté à l'avant du véhicule ont connu un grand développement dans ces dernières années en raison de leur poids réduit et de la sûreté de leur direction. Il a en outre été réalisé un véhicule automobile à. traction avant à transmission automatique dans lequel la boîte de vitesse et le dernier étage de réduction, ou différentiel, utilisé pour l'entraînement des roues avant sont intégrés

en un seul ensemble.

Il est parfois difficile de conduire un véhicule à deux roues motrices à faible vitesse sous forte charge dans des conditions telles que le démarrage rapide, la conduite sur des surfaces inégales ou un montant des pentes raides. Pour supprimer ce défaut on a réalisé un véhicule automobile comportant une transmission adaptée pour entraîner soit les deux roues avant soit à la fois les quatre roues avant et arrière, dans lequel les roues arrière sont entraînées par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement. Du fait que ce dispositif d'accouplement est du type à griffes ou à crabots, sa mise en prise doit être effectuée à l'arrêt du véhicule ou en conduite en ligne droite dans des conditions dans lesquelles il n'existe aucune différence de vitesse de rotation entre

les roues avant et arrière. Dans la transmission auto-

matique pour obtenir l'entraînement par les roues arrière, le levier d'actionnement du dispositif d'accouplement doit être actionné après que le levier de sélection de la boite de vitesses ait été déplacé dans la position de point mort (N) ou dans la position de stationnement (P) afin de couper la transmission de la puissance. En conséquence la manoeuvre des leviers et de l'automobile est compliquée

ce qui diminue l'utilité de la boîte de vitesses auto-

matique. Il est par conséquent souhaitable de pouvoir passer automatiquement d'une configuration à deux roues avant

motrices à une configuration à quatre roues-motrices sui-

vant les conditions de conduite. En outre il est souhaita-

ble de pouvoir utiliser l'entraînement par quatre roues motrices en conduite en marche arrière sur une rampe et

sur une chaussée irrégulière.

L'invention vise à réaliser un dispositif de trans-

mission automatique comportant un embrayage à disques mul-

tiples à commande hydraulique pour l'entraînement par les roues arrière, grâce auquel le passage de la configuration roues avant motrices à la configuration quatre roues motrices puisse être effectué dans différentes conditions de conduite du véhicule. En outre, il est souhaitable que l'embrayage à disques multiples puisse être actionné par l'huile sous pression utilisée dans la boîte de vitesses automatique, en fonction des conditions de conduite du véhicule.

L'invention a en conséquence pour objet un dis-

positif de transmission automatique pour véhicule automo-

bile, comprenant un convertisseur de couple relié au vile-

brequin d'un moteur du véhicule, une boîte de vitesses automatique reliée à l'arbre d'une turbine du convertisseur de couple, cette boîte automatique comportant un train planétaire et plusieurs-dispositifs actionnés par un fluide pour établir différents rapports de fonctionnement,

un dernier étage de réduction, ou différentiel, pour trans-

mettre la puissance de sortie de ladite boite de vitesses

aux roues avant, un dispositif d'accouplement pour trans-

mettre la puissance de sortie de ladite boite de vitesses aux roues arrière, ce dispositif d'accouplement comprenant un embrayage à disques multiples actionné par un fluide, et un dispositif de&commandc hydraulique pour actionner l'embrayage dans la boite de vitesses comprenant une vanne de régulation de pression pour produire une pression de ligne en fonction des conditions de fonctionnement du moteur, une vanne de commutation reliant un conduit de pression de ligne audit embrayage hydraulique à disques multiples, et un dispositif d'actionnement manuel pour actionner ladite vanne de commutation afin d'appliquer la pression de ligne audit embrayage hydraulique à disques multiples. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre

faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels - la Fig. 1 est une vue en coupe d'un mécanisme

de transmission automatique suivant l'invention pour véhi-

cule à quatre roues motrices t - la Fig. 2 est un schéma du mécanisme représenté à la Fig. 1, - la Fig. 3 est un schéma de circuit d'un dispositif de commande hydraulique; - la Fig. 4 est un diagramme montrant la relation entre la vitesse du véhicule et la pression de ligne régnant dans le circuit représenté à la Fig. 3 En se référant aux Fig, 1 et 2 la référence 1 désigne dans son ensemble un mécanisme de transmission automatique comprenant un convertisseur de couple 2, une boîte de vitesses automatique 3,. un différentiel 4 et un

dispositif de commande hydraulique 5. Suivant l'inven-

tion un dispositif d'accouplement ou embrayage 6 à disques

multiples est fixé à la partie arrière de la boite de vites-

ses automatique 3.

Le convertisseur de couple 2 comprend une pompe 2a, une turbine 2b et un stator 2c. La pompe 2a est reliée au villebrequin 8 d'un moteur par l'intermédiaire d'un plateau d'entraînement 9, et un arbre 10 de la turbine

2b s'étend jusqu'à la boite de vitesses automatique 3.

Comme connu en soi, le couple du moteur est transféré à l'arbre 10 de la turbine en fonction de la charge., Une coquille il fixée au plateau 9 est reliée à un arbre 12 d'entraînement d'une pompe à huile qui s'étend dans l'arbre 10 de la turbine et qui est couplé à une pompe à huile 13 prévue dans la partie arrière de la boite de vitesses 3. La pompe à huile 13 est ainsi entraînée par le moteur, La boite de vitesses automatique 3 comprend dans

un carter 14, un train planétaire'15 et plusieurs disposi-.

tifs hydrauliques pour établir différents rapports de fonctionnement. Les dispositifs hydrauliques comprennent un frein 16 de rapport inférieur et. de marche arrière, un embrayage 17 de marche avant et un embrayage 18 de marche arrière. L'arbre 10 de la turbine-est relié à un pignon

planétaire l5a de marche avant du train 15 par l'intermé-

diaire de l'embrayage 17 de marche avant, et il est en outre relié à un pignon planétaire 15b de marche arrière par l'intermédiaire de l'embrayage 8 de-marche arrière et d'une cloche 19 de liaison. En serrant les embrayages 17 et 18 au moyen d'un fluide-sous pression, la puissance de l'arbre 10 de la turbine est transmise soit au pignon planétaire 15a de marche avant soit au pignon planétaire b de marche arrière. Un frein à ruban 20 est prévu sur un tambour 18a qui est fixé à la cloche 19 afin de bloquer le pignon planétaire 15b de marche arrière, Le train 15 comporte un pignon court 15c'et un pignon long 15d qui sont portés par un porte'satellites e sur lequel est prévu le frein 16 de rapport inférieur et de marche arrière. Entre le frein 16 et un support central 21 est prévu un accouplement unidirectionnel ou roue libre 22. Le porte-satellites 15e peut être bloqué par serrage du frein 16 et fonctionnement de l'accouple* ment unidirectionnel 22. La couronne 15f du train 15 est reliée à un arbre de sortie 23 monté sur l'arbre 10 de la turbine. Le train planétaire est également muni d'un

frein de stationnement 24.

L'arbre 23 est monté rotatif dans le carter 25 entre l'enveloppe 7 du convertisseur de couple 2 et le

carter 14 de la boite de vitesses 3.

Le dernier étage de réduction 4 pour l'entraîne-

ment des roues avant est disposé dans le carter 25 adjacent à l'arbre 23 et comprend un pignon d'attaque 26 et une couronne 29 d'un différentiel 28. Le pignon d'attaque 26 est entraîné par l'arbre de sortie. 23 par l'intermédiaire

d'un réducteur 27.

Le dispositif d'accouplement 6 comprend un arbre de transmission 31 monté rotatif dans un carter 30, et un embrayage 35 à disques multiples à. actionnement hydraulique. L'embrayage 35 comprend un tambour 35a calé sur l'arbre 31

et un moyeu 35b relié à l'un de deux pignons 34 de transfert.

L'autre pignon de transfert est relié à un arbre 33 relié au pignon d'attaque 26 par un joint 32. L'arbre 31 est relié à un arbre de transmission arrière 37 par un

joint de cardan 36.

Le dispositif de commande hydraulique 5 est disposé dans un boîtier 38 fixé dans un carter d'huile 39. En se référant à la Fig. 3, un conduit 40' provenant de la pompe 13 est relié à une vanne 41 de régulation de pression afin

de produire une pression de ligne dans le circuit hydrau-

lique. La pression de ligne est appliquée à. une vanne 42

de sélection manuelle par un conduit 40 et elle est égale-

ment appliquée au convertisseur de couple 2 et aux organes de graissage nécessaires par des conduits 43, La vanne 42

de sélection manuelle est adaptée pour assurer les change-

ments de rapport de fonctionnement de la boite de vitesses automatique: point mort (N), stationnement (P), marche arrière (R), conduite normale (D, 1,2,3), premier rapport imposé (1), deuxième rapport imposé (2) Dans la position de conduite-normale (D), la pression de ligne est appliquée à un régulateur 45, à une vanne de passage première-seconde 46 et à l'embrayage 17 de marche avant par des conduits 44 et elle est appliquée à une vanne 48 de maintien de seconde et à une vanne 49 de passage seconde-troisième par des conduits 47, et cette pression est également appliquée

à la vanne 48 par un conduit 50.

Dans la position de marche arrière (R), la pression de ligne est appliquée à la vanne 46 par un conduit 51 pour inhiber le fonctionnement de celle-ci et elle est également appliquée à l'embrayage 18 de marche arrière par le conduit 52. La pression de ligne est également appliquée à l'orifice 41a de la vanne 41 de régulation de pression et à la vanne

49 de passage seconde-troisième par des conduits 53.

Le régulateur 45 est adapté pour produire une pression de régulateur variable en fonction de la vitesse du véhicule. Cette pression est appliquée par des conduits 54 aux vannes de passage 46 et 49, à une vanne 55 de minutage ou--de réglage du passage seconde-troisième et à

une vanne 56 de modification de pression.

En outre la pression de ligne dans le conduit 40 est appliquée à une vanne 57 commandée en fonction de la dépression à l'admission et actionnée par la membrane d'une capsule à dépression afin de produire une pression

représentative de la charge du moteur. Cette pression re-

présentative de la charge est appliquée à un orifice 56a de la vanne 56, à la vanne 49 de passage seconde-troisième, A

la vanne 55 et à un orifice 41a de la vanne 41 de régula-

tion de pression, du côté augmentation de pression de celle-ci-. Un autre orifice 56b de la vanne 56 est relié

par un conduit 59 à un orifice 41b situé du côté diminu-

tion de pression de la vanne 41.

Lorsque la pression de régulateur est faible et que la plage de conduite normale (D) est sélectionnée, la vanne 56 n'est pas actionnée de telle sorte que la

pression représentative de la charge n'agit que sur l'ori-

fice 41a, pour augmenter la pression de ligne.

Si la vanne 56 est actionnée par une pression de régulateur plus élevée correspondant à une augmentation de la vitesse du véhicule, les orifices 56a et 56b sont

mis en communication de sorte que la pression représenta-

tive de la charge est appliquée à l'orifice 41b de la vanne 41 par le conduit 59. Cette pression agit sur le

tiroir de la vanne 41 à l'encontre de la pression prove-

nant de l'orifice 41a, de telle sorte que la pression de ligne fournie par la vanne 41 diminue, La Fig. 4 montre la variation de la pression de ligne dans le dispositif. Lorsque le papillon des gaz du carburateur est complètement ouvert, la pression de ligne varie comme représenté par la courbe a. La courbe b montre la pression de ligne dans la position de fermeture du papillon des gaz, En outre la vanne 46 de passage premièreseconde est reliée au côté serrage du-dispositif d'actionnement ' du frein à ruban 20 par l'intermédiaire de la vanne de maintien 48 et du conduit 60 afin d'appliquer la pression de ligne. La vanne 49 de passage seconde-troisième est mise en communication avec le côté desserrage du dispositif ', avec la vanne de minutage 55 et avec le frein 16, par

des conduits 61 pour fournir la pression de ligne.

Dans ce circuit hydraulique de la boîte de vitesses automatique, il est prévu une vanne de-commutation 62

actionnée par un électroaimant pour mettre en communica-

tion le conduit 40 et l'embrayage 35. La vanne 62 comprend un tiroir 62b monté coulissant dans un cylindre 62a et

sollicité vers la gauche par un ressort 62e, Un électro-

aimant 62c est prévu pour déplacer le tiroir 62b à l'en-

contre de l'action du ressort 62e.

Un orifice d'extrémité 62d situé à l'opposé du ressort est relié au conduit 41 par un conduit 63 et un orifice 62f normalement fermé est relié Au conduit 40

par un conduit 64. La vanne 62 comporte en outre un ori-

fice 622 qui communique avec l'embrayage 35 par un conduit , et un orifice 62h relié à la bache. L'électroaimant 62c est connecté à une batterie 67 par un interrupteur 66 de commutation en configuration à quatre roues motrices et prévu pour être actionné par le conducteur, Le dispositif comprend en outre une vanne 68 de

temporisation destinée à retarder le fonctionnement lors-

que le sélecteur est placé en position de seconde imposée ou de première imposée et une vanne 69 de rétrogradation

actionnée par un électroaimant 70.

En fonctionnement, la pression de ligne régulée par la vanne 41 de régulation de pression est appliquée à la vanne 42 de sélection manuelle et au convertisseur de couple 2. Dans la plage de conduite normale (D) faible, la pression de ligne est appliquée à l'embrayage 17 de marche avant par le sélecteur 42. Ainsi la puissance de sortie de l'arbre 10 de la turbine est transmise au pignon

planétaire 15a de marche avant, Du fait que le porte-

satellites 15e est. bloqué-par l'accouplement unidirec-

tionnel 22, l'arbre de sortie 23 tourne dans le rapport de réduction maximum. La rotation de l'arbre de sortie 23 est transmise au différentiel 28 par le réducteur 27 et au dispositif d'accouplement 6 par l'intermédiaire de l'arbre 33 et des pignons de transfert 34., Du fait que la pression de ligne est faible le tiroir 6-2b de la vanne de commutation 62 se trouve dans sa position de gauche de sorte que l'orifice 62f est

fermé et que les orifices 62g et 62h sont mis en communi-

cation l'un avec l'autre. Ainsi l'embrayage 35 n'est pas serré et seules les roues avant sont entraînées sur le premier rapport. Lorsque la pression de régulateur

augmente avec la vitesse du véhicule, la vanne 46 de pas-

sage première-seconde est actionnée pour appliquer la

pression de ligne du conduit 44 au dispositif d'action--

nement 20' par le conduit 60 afin de serrer le frein 20.

Le pignon planétaire 15b de-marche arrière est bloqué de sorte que le rapport de seconde se trouve établi. Lorsque la pression de régulateur continue d'augmenter, la vanne 49 de passage seconde-troisième est également actionnée afin d'appliquer la pression de ligne du conduit 47 au côté desserrage du dispositif 20' et au frein 16 de marche arrière par le conduit 61. Ainsi le frein à ruban 20 est desserré et le frein -16 de marche arrière est serré de telle sorte que la botte de vitesses automatique fonctionne en prise directe, entre l'arbre 10 de la turbine et l'arbre de sortie 23. La puissance de sortie du moteur est transmise directement à l'arbre de-sortie dans la position de troisième rapport. Dans cette situation, à faible vitesse du véhicule, du fait que la pression de

régulateur appliquée au côté droit de la vanne 56 de mo-

dification de pression est faible, le tiroir se trouve dans sa position extrême à droite pour fermer l'orifice 56b. Par conséquent la pression représentative de la charge agit sur la vanne 41 de régulation par l'orifice 41a de telle sorte que la pression de ligne se trouve à une valeur élevée, Lorsque la pression de ligne excède la pression de ligne représentée en trait interrompu à la Fig.4, le tiroir 62b de la vanne 62 est déplacé vers la droite à l'encontre de l'action du ressort 62e pour fermer l'ori- fice 62h et mettre en communication les orifices 62f et 62S. De ce fait la pression de ligne dans le conduit 40

est appliquée à l'embrayage 35 pour solidariser le tam-

bour 35a avec le moyeu 35b, de sorte que les roues ar-

rière sont entraînées par l'intermédiaire des arbres 31

et 37 de transmission arrière. Les quatre roues du véhi-

cule sont alors motrices. Lorsque la pression de régulateur augmente au fur et à mesure que la vitesse du véhicule augmente, le tiroir de la vanne 56 de modification de pression est déplacé vers la gauche afin d'ouvrir l'orifice 56b. La pression représentative de la charge est alors appliquée à l'orifice 41b de la vanne 41 par

le conduit 59 afin de diminuer la pression de ligne.

Il en résulte que la vanne 62 revient dans sa position nor-

male afin de desserrer l'embrayage 35 de sorte que le

système revient à l'entraînement par les roues avant.

En outre, si l'interrupteur 66 est fermé dans la configuration à traction avant, l'électroaimant 62c de

la vanne 62 est excité pour déplacer le tiroir à l'en-

contre de l'action du ressort 62e. La pression de ligne est ainsi appliquée à l'embrayage 35 pour passer en

configuration à quatre roues motrices.

Dans le rapport de marche arrière (R), la pres-

sion de ligne dans le conduit 40 est appliquée à l'em-

brayage 18 de marche arrière par l'intermédiaire de la

vanne 42, du conduit 51 de la vanne 46 de passage première-

seconde et du conduit 52, de telle sorte que cet embrayage est serré. De plus la pression de ligne est appliquée au frein 16 de marche arrière par la conduit 53, la vanne 49 de passage seconde-troisième et le conduit 610 Le couple de l'arbre 10 de la turbine est ainsi transmis au pignon planétaire 15b de marche arrière par l'intermédiaire

de l'embrayage 18 de marche arrière et de la cloche 19.

Le porte-satellites 15e étant bloqué par le frein 16 de rapport inférieur et de marche arrière, l'arbre de sortie 23 tourne en sens inverse avec un rapport de réduction important. Si l'interrupteur 66 est fermé pour actionner la vanne 62 de commutation, l'embrayage 35 est serré pour entraîner les roues arrière, dans la configuration à

quatre roues motrices.

On comprend que la pression de ligne régnant dans le conduit 53 peut être utilisée pour actionner la vanne de commutation 62, de sorte que la configuration à quatre roues motrices peut être établie en marche arrière, en fonction des conditions de conduite. En outre, la vanne de commutation peut être actionnée manuellement au moyen d'une

tringlerie, depuis la place du conducteur.

Suivant l'invention, du fait qu'il est prévu un embrayage à disques multiples actionné par la pression de ligne régnant dans la boîte de vitesses automatique, pour transmettre la puissance de sortie du moteur du véhicule aux roues arrière, le passage de l'entraînement par les roues avant à l'entraînement par les quatre roues peut

être effectué dans n'importe quelles conditions de con-

duite. De plus le mécanisme est actionné automatiquement ou manuellement pour passer de l'entraînement par deux roues avant à-l'entraînement par quatre roues motrices dans le cas d'une charge élevée à faible vitesse du véhicule, lorsque les roues avant sont susceptibles de patiner. La conduite est ainsi facilitée et la capacité d'accélération au démarrage et l'agrément de conduite s'en trouvent améliorées. Du fait que l'embrayage à disques multiples pour l'entraînement des roues arrière est adapté pour être actionné par la pression de ligne de la boîte de vitesses automatique, la construction peut être simplifiée et il est facile de convertir une transmission automatique pour roues avant motrices en une transmission automatique à

quatre roues motrices.

RE V E ND I C A T I ON S

1. Dispositif de transmission automatique pour véhicule automobile comprenant un convertisseur de couple (2) relié au villebrequin (8) d'un moteur du véhicule, une boîte de vitesses automatique (3) reliée à. un arbre (10) de la turbine (2b) dudit convertisseur de couple, la boite de vitesse automatique (3) ayant un train planétaire ou épicycloidal (15) et plusieurs dispositifs (16,17,18) actionnés par fluide pour établir différents rapports de

fonctionnement, un dernier étage de réduction ou différen-

tiel (4) pour transmettre la puissance de sortie de la

boîte de vitesses aux roues avant, un dispositif d'accou-

plement (6) pour transmettre la puissance de sortie de la boîte de vitesses (3) aux roues arrière, ce dispositif étant constitué par un embrayage (35) à disques multiples

actionné par un fluide, et un dispositif de commande hy-

draulique (5) pour actionner les dispositifs (16,17,18) de la boîte de vitesses (3) qui sont actionnés par un fluide, le dispositif de commande hydraulique (5) comprenant une vanne de régulation de pression (.41) pour produire une

pression de ligne en fonction des conditions de fonction-

nement du moteur, une vanne de commutation(62) pour relier un conduit ou règne la pression de ligne audit embrayage à disques multiples (35) et un dispositif d'actionnement

manuel pour actionner ladite vanne de commutation, le dis-

positif de commande hydraulique étant agencé de façon que ladite pression de ligne augmente en même temps que la charge du moteur et que lorsque la pression de ligne est augmentée la vanne de commutation (62) soit actionnée pour appliquer la pression de ligne augmentée audit embrayage

à disques multiples (35).

2. Dispositif suivant la revendication 1, caracté-

risé en ce que ladite vanne de commutation (62) comporte un électroaimant (62c) commandé en actionnant manuellement

un interrupteur (66) prévu dans la cabine du conducteur.

3. Dispositif suivant la revendication 2, caracté-

risé en ce que le dispositif de commande hydraulique (5) est agencé de telle sorte que la vanne de commutation (62)

est actionnée lorsque ladite pression de ligne est augmen-

tée, en marche avant.