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Installation pour la commande automatique de changements de vitesse, notamment pour des véhicules commandés par des moteurs à combustion interne,
L'objet de la présente invention concerne une in- stallation pour la commande automatique de changements de
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vitesse, qui est applicable notamment aux véhicules auto- moteurs commandés par des machines à combustion interne, et dans laquelle le passage des différentes vitesses de la boîte de vitesses est effectué automatiquement par l'inter- médiaire d'une génératrice de courant électrique commandée, soit par l'arbre entraîné de la boîte de vitesses, soit par l'essieu du véhicule.
On connaît déjà des dispositifs de commande automatique pour des changements de vitesse destiné aux véhicules de ce genre dans lesquels l'arbre commandé du changement de vitesse ou un arbre entraîné par cet arbre commandé, actionne un régulateur à force centrifuge ou une génératrice destinée à la commande des vitesses de la boîte de vitesses du véhicule.
Les dispositifs mécaniques de ce genre sont compliqués par leur grand nombre d'organes, et par suite ils sont chers et lourds; en outre, ils ne produisent le changement d'une vitesse pas toujours à la vitesse exacte prédéterminée, puisqu'ils comprennent des ressorts dont la caractéristique peut se modifier avec le temps; par conséquent, le fonctionne- ment de ces dispositifs connus n'est pas satisfaisant. Dans un autre dispositif électrique de ce genre la génératrice est reliée à plusieurs relais qui actionnent des commutateurs possédant des ressorts de différentes puissances qui pro- voquent l'embrayage des vitesses.
Dans ce dispositif, le
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passage des vitesses et la vitesse de marche à laquelle sont effectués les passages, dépendant trop de l'inertie des re- lais, ainsi que des chocs auquels le véhicule est soumis, de sorte que pratiquement ce dispositif ne fonctionne non plus de manière satisfaisante.
La présente invention a pour but de remédier au in- convénients sus-mentionnés. Conformément à l'invention les bornes d'une génératrice à excitation séparée sont reliées aux 'extrémités de la bobine fixe ou stator d'un appareil construit de la manière d'un régulateur de tension et com- 'portant une bobine rotative ou rotor influencé par cette bobine fixe, la bobine rotative produisant la fermeture du circuit, par l'intermédiaire d'un doigt de contact et d'un segment à contacts, et selon sa position, d'une de plusieurs bobines destinées chacune à enclencher une des différentes vitesses de la boîte de vitesses, à chaque position de vitesse de la boîte étant adjointe une certaine étendue de la tension de la génératrice.
Dans le dessin annexé, la fig. 1 représente, à titre d'exemple non limitatif et schématiquement, une forme d'exécution de l'installation suivant l'invention. La fig.2 montre un diagramme de la tension de la génératrice en fonc- tion du nombre de tours de la génératrice, et un diagramme de la vitesse du moteur en fonction 'de la vitesse de marche du véhicule.
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La génératrice à courant continu 11, ayant un enroule- ment excitateur indépendant, est reliée par un accouplement élastique d'une manière quelconque non représentée, à un arbre qui est commande par l'arbre entraîné du changement de vitesse non représenté accouplé au moteur à combustion in- terne. L'arbre entraîné du changement de vitesse commande également les essieux non représentés du véhicule automoteur.
La vitesse de cette génératrice à courant continu est par conséquent proportionnelle à la vitesse de marche du véhi- cule. Le courant fourni par la dynamo est conduit par les contacts @,a d'un triple interrupteur 2 vers un appareil 4 qui est construit selon le principe d'un régulateur de tension et retourne 1 -le là pur le conducteur 16, la batterie 13 et la borne x à lu génératrice 11. L'enroulement excitateur 12 de la dynamo 11 est relié d'une part au pôle négatif de la batterie 13 et d'autre part, par les contacts A,o du triple interrupteur 2 et la résistance réglable 14,15, au pôle positif de la batterie 13.
Puisque la génératrice 11 possède une excitation sé- parée, et sa vitesse est proportionnelle à la vitesse des essieux du véhicule, la tension produite par la génératrice est proportionnelle à la vitesse de marche du véhicule. A cette tension s'ajoute la tension constante à tous les régimes le marche, existant entre le point x et le pôle po-
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sitif de la batterie 13, qui est appliquée à la génératrice déjà à l'arrêt de la dynamo 11.
La ligne 17 dans la partie supérieure de la fig. 2 correspond à la somme de la tension constante de la batterie et de la tension proportionnelle à la vitesse de la généra- trice portée en abscisse sur la ligne b. La ligne de tension 17 montre à l'arrêt du véhicule une tension de 4 volts, et, aux vitesses de 140,265,415,525 et 630 tours par minute, correspondant aux vitesses de marche de 28,53,83,105 et 127 kilomètres par heure du véhicule, les valeurs de tension de 14, 221/2, 33, 41 et 49 volts.
La fig. 2 montre dans la partie inférieure la courbe 18 des nombres de tours du moteur à combustion interne en fonction des différentes vitesses de marche de 0 à 127 km/h portées en abscisse sur la ligne a. Les vitesses de marche et les nombres de tours correspondants des abscisses a et b sont situés sur les mêmes lignes verticales. Comme il est supposé dans cet exemple que le changement de vitesse est à gradins, le moteur atteint à chaque gradin et à pleine charge sa vitesse maximum de 1500 t min. Si le véhicule marche à une allure plus faible que celle correspondant au nombre de tours¯maximum du moteur, la vitesse du moteur est plus petit, ainsi que le montre la ligne brisée 18.
L'appareil 4 construit selon le principe d'un régula-
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teur de tension présente un doigt de contact 40, qui est solidaire de la bobine rotative 4d; il peut faire contact avec les plots du segment de contact 4b, tandis qu'il est relié par le conducteur 19 au pôle positif de la batterie 13. Le segment 4b présente sept plots de contact 0,D,I,II, III,IV,V, dont chacun, sauf le plot 0, est relié à un con- ducteur 20 qui aboutit à l'une des extrémités d'un bobine 21 d'une soupape électro-pneumatique 5,6,7,8,9 et 10, dont l'autre extraite est reliée par le conducteur commun 22 au pôle négatif de la batterie 13.
L'espace intermédiaire entre les différents plots du segment decontact 4b doitêtre assez large pour que deux plots adjacents ne reçoivent pas simmultanément du courant par le doigt de contact 4c, .,lais, d'autre part, lorsque le doigt quitte un plot, il doit arriver aussi vite que possible au contact avec le plot suivant. Chacune des soupapes électro-pneumatiques 5 à 10 est destinée à provoquer la mise en prise d'une des vitesses du changement de vitesse aussitôt que sa bobine 21 reçoit du courant. La manière de fonctionne- ment des soupapes électro-pneumatiques ne forme pas partie de la présente invention; elles peuvent par exemple fonc- tionner tel que décrit dans le brevet français No. 785 735.
Les enroulements des bobines 21 des soupapes électro- pneumatiques ne sont pas seulement reliés à l'appareil 4,
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mais encore aux plots de contact D,I,II,III,IV,V d'un commutateur 1 destiné à la commande à main du changement de vitesse. Ce commutateur est relié au pôle positif de la batterie 13 par le conducteur 23. Le déplacement du doigt de contact la du commutateur à main sur l'un des plots I, II à V produit la fermeture du circuit de la bobine correspondante 21 et par conséquent la mise en prise de la vitesse correspondante, soit 28,53,83,105 ou 127 km/h, du changement de vitesse. Le plot de contact D est un plot spécial de démarrage, utilisé seulement lors du démarrage du véhicule.
Le triple interrupteur 2 présente encore une paire de contacts A,b qui, lorsqu'ils sont fermés,, relient la bobine aux pôles positif et négatif de la batterie. Cette bobine, lors de son excitation, enclenche un dispositif de blocage qui empêche l'actionnement du commutateur à main 1 quand les contacts A, b, sont reliés entre eux, c'est à dire lorsque l'appareil 4 de la commande automatique fonctionne.
L'installation décrite fonctionne comme suit : Après le démmarrage du moteur à combustion interne le changement de vitesse reste d'abord dans sa position neutre, le commutateur à main 1 étant placé dans la position 0. Pour obtenir la commande automatique de la vitesse appropriée, le triple interrupteur 2 est fermé, de manière à relier entre eux les
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contacts de chaque paire de contact's A a,A b,A c.
Alors la bobine fixe 48 de l'appareil 4, le véhicule étant à l'arrêt, reçoit une certaine tension qui, selon la fige 2, est par exemple de 4 volts; cela fait tourner la bobine mobile 4d et le doigt de contact 4c avance sur le plot D; il ferme ainsi le circuit (le la bobine 21 de la soupape électro-pneumatique 5 ce qui porte la vitesse du véhicule par la mise en prise automatique du gradin de démarrage à un maximum de 11 km/h.
Le nombre de tours du moteur monte cependant selon la fig. 2, usqu'à 550 t/min.; il continue à augmenter parce que le moteur n'a pas encore atteint sa charge normale. Puisque la vitesse de la dynamo monte proportionnellement à la vitesse de marche du véhicule, la tension appliquée à la bobine 4a augmente également et le doigt de contact 4c dépasse le plot D et arrive sur le plot I. En ce moment la bobine 21 de la soupape électro-pneumatique 6 correspondant à la première vitesse du changement de vitesse est excitée, tandis que le circuit de la bobine de la soupape 5 est coupé; la vitesse de marche continue à augmenter jusqu'à ce que le moteur ait atteint sa vitesse normale de 1300 t/min. et le véhicule marche à 28 km/h.
Si le moteur n'est pas encore à sa charge normale, sa vitesse monte un peu au-dessus de 1300 t/min. et le doigt de contact 4c passe sur le plot II. Alors la bobine 21 de la soupape 7 est excitée et l'enclenchement de la deuxième vitesse (53 km/h) du changement de vitesse est @
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effectué, tandis que la bobine de la soupape 6 est mise hors de circuit. De cette manière la vitesse du véhicule augmente automatiquement jusqu'à la limite permise par la puissance disponible du moteur. Il est avantageux de prévoir un dis- positif de commande spécial, non représenté, qui produit la réduction temporaire, par exemple à l'aide d'un relais tem- porisé, du nombre de tours du moteur lors du passage à une vitesse supérieure de la boîte de vitesses.
Cette réduction temporaire de la vitesse du moteur ne commencera avantageuse- ment pas plus tard que le passage de la vitesse.
Une augmentation du nombre de tours du moteur lors du manoeuvre inverse, c'est à dire lors du passage à une vitesse inférieure, n'est pas nécessaire si dans la transmission entre le moteur et l'essieu est intercalé un mécanisme à roue libre qui empêche un entraînement du moteur à partir de l'essieu.
Lorsque, inversement, la vitesse de marche du véhicule diminue par suite d'une augmentation de la résistance au mouvement, par exemple au commencement d'une rampe,supposons de 83 à 53 km/h ou plus bas, l'appareil 4, par suite de la diminution de la tension de la dynamo et du retour du doigt de contact 4c du plot III au plot II, ce qui produit l'exoi- tation de la bobine 21 de la soupap;e 7, fait enclencher auto. - matiquement la prochaine vitesse plus basse, soit la deuxième,
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à laquelle le moteur arrive de nouveau à sa vitesse maximum.
Si la commande automatique de la vitesse de marche du véhicule n'est plus désirée, le triple interrupteur 2 est ouvert. Cela fait déclencher le blocage 3 et libérer le commutateur 1, permettant alors d'effectuer à volonté la mise en prise des vitesses.
L'installation conforme à l'invention peut être utilisée aussi bien pour des changements de vitesse à gradins que pour des changements de vitesse progressifs, par exemple pour des transmissions hydrauliques. Puisque la position du doigt de contact 40 détermine la position de la vitesse de marche, on peut prévoir une butée 24 qui arrête le mouvement du doigt vers la droite, pour limiter ainsi la vitesse de marche à la valeur maximum d'une quelconque les positions de vitesse , cette valeur maximum pouvant varier suivant le tronçon de ligne sur lequel marche le véhicule.
On peut disposer plusieurs butées pour le doigt de contact, ou bien une seule butée réglable; dans le premier cas, les butées sont disposées de préférence en regard d'une ligne de séparation entre deux plots successifs du segment 4b, puisque en dépassant cette ligne, le doigt de contact provoque la mise en prise de la vitesse suivante, ce qui fait monter automatiquement la vitesse du moteur jusqu'à la vitesse de marche maximum correspondant à cette position.
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Au lieu d'être construit comme montré dans la fig. 1, l'appareil 4 pourrait présenter une bobine mobile 4d solidaire d'un collecteur composé de plots de contact juxtaposés, et l'alimentation de courant aux bobines 21 pourrait être ob- tenue par plusieurs doigts de contact fixes coopérant avec les plots de contact du collecteur.
Indépentamment de la commande automatique du changement de vitesse pour passer les vitesses I à V, il peut être prévu une commande à main du moteur pour régler le nombre de tours de celui-ci. Ainsi il sera possible, après le passage auto- matique d'une position de vitesse, de limiter la vitesse de marche du véhicule à une valeur intermédiaire, par exemple lors de la marche en troisème vitesse à 100 km/h, tandis que la vitesse de marche maximum dans cette position serait de 105 km/h.
Dans ce cas, le dispositif de commande manuel 1 du changement de vitesse pourrait être combiné avec la commande manuel du moteur, par exemple de la manière décrite dans le brevet français No. 830 045.