FR2829550A1

FR2829550A1 - Systeme de boite de vitesses automatisee

Info

Publication number: FR2829550A1
Application number: FR0211226A
Authority: FR
Inventors: Ian Duncan Kennedy
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2003-03-14
Anticipated expiration: 2022-09-11
Also published as: DE10294280D2; WO2003025434A1; DE10241882A1; US7275455B2; ITMI20021931A1; GB2379721A; FR2829550B1; KR100908750B1; GB0121923D0; US20050043139A1; KR20040033043A

Abstract

Ce système comprenant une boîte de vitesses à plusieurs étages (12) comporte au moins une unité de synchronisation (104, 105, 106) permettant de relier des échelons de vitesse pour l'entraînement entre un arbre d'entraînement (15) et un arbre mené (84) de la boîte de vitesses, des moyens (14) pour appliquer une sollicitation à l'unité de synchronisation pour engager et désengager les échelons de vitesse, des moyens pour déterminer un paramètre de la boite de vitesses et des moyens (22) pour commander la sollicitation appliquée à l'unité de synchronisation, en fonction du taux de variation du paramètre de la boîte de vitesses.Application notamment aux boîtes de vitesses automatisées de véhicules automobiles.

Description

reGpecLives (51, 52).

L' invention concerne des systèmes de boîtes de vitesses automatisées et notamment des systèmes de boîtes de vitesses manuelles automatisées, semiautomatiques ou entièrement automatiques, qui utilisent une boîte de vitesses à plusieurs étages, qui possède des unités de syn-

chronisation au niveau des échelons de vitesse.

Des systèmes de boîtes de vitesses informatisés, qui utilisent des boîtes de vitesses à plusieurs étages, dans lesquelles l' engagement des vitesses est réglé par des unités de synchronisation, sont décrits par exemple dans GB2308413; GB2354296; GB2354295; GB2358443 i GB0105186.1 GB00229453.8 i GB0026423.4 i GB0025848.3; GB0025847.5;

GB0029454.6; GB0025000.1; GB0024999.5; GB0026178.4;

GB0027640.2; GB0028310.1; GB0031624.0; GB0103312.5, ces documents étant pris expressément en référence et leurs contenus étant insérés par référence dans la de script ion de la présente demande; l'unité de synchronisation sert à freiner ou accélérer l'arbre d'entraînement de la boîte de vitesses jusqu'à ce que le rapport de vitesse cible soit atteint. Par conséquent en ce qui concerne son fonctionnement l'unité de synchronisation est un dispositif à froLtement, qui est à même de transmettre un couple limité. Le couple requis est déterminé par l'inertie de l'arbre d'entraînement et par la durce disponible pour la synchronisation complète. La durée de synchronisation dépend de la grandeur de la variation nécessaire de vitesse. Habituellement les unités de synchronisation, qui sont associées aux différentes vitesses, possèdent des capacités potentielles différentes, qui prennent en compte le couple de freinage envisagé, la fréquence d'utilisation

et la variation moyenne de la vitesse.

Il est souhaitable de régler la force d'entraîne-

ment en rotation, qui agit sur les unités de synchronisa-

tion, pour garantir que le couple, qui agit sur ces unités, et par conséquent l'altération du système de synchro nisation ne deviennent pas trop importants. Ceci était jusqu'alors obtenu par réglage de la force qui agit sur l'unité de synchronisation, à l' aide de moyens formant organes de réglage, la force d'actionnement correspondant à une force de rotation optimale pour l'unité de synchronisation, qui est prédéterminée de façon empirique sur la base de tests de sollicitation permanente par le

fabricant de boîtes de vitesses.

Les forces d'entraînement en rotation, qui agis sent sur les unités de synchronisation, varient avec la variation de la vitesse et également avec des variations de la température de l'huile de la boîte de vitesses. Des adaptations peuvent être réalisées au moyen de la force d'actionnement, qui agit sur les unités de synchronisation, de manière à inclure conjointement de telles variations. De telles adaptations ne peuvent cependant être que des approximations et, alors que la régulation de la force d'actionnement agissant sur les unités de synchronisation est améliorée, on ne peut pas être certain que les forces d'entraînement en rotation, qui correspondent aux forces maximales prescrites de synchronisation, qui sont fixées par le fabricant, ne sont pas dépassées. En outre, pour exécuter de telles adaptations, il est nécessaire de prévoir des capteurs supplémentaires servant à détecter des

variations de la température et la différence de vitesse.

D'autre part, également d'autres facteurs, par exemple l'usure des composants, qui sont montés sur l'arbre d' entraînement de la boîte de vitesses, et notamment d' un disque d'embrayage entraîné, et des variations du coeffi cient de froLtement de l'unité de synchronisation, qui ne

sont pas prévisibles et ne peuvent pas être supposés de fa-

çon précise pour les adaptations, ont un effet sur le couple, qui est appliqué par l'unité de synchronisation, ainsi que sur le taux de variation de la vitesse de l'arbre

d'entraînement.

Selon un aspect de la présente invention, un pro-

cédé pour régler un mécanisme d' engagement de vitesse d'une

boîte de vitesses automatisée à plusieurs étages, qui com-

porte un arbre d'entraînement et au moins une unité de syn chronisation, inclut l 'application d'une charge à une unité de synchronisation pour engager ou désengager un échelon de vitesse de la boîte de vitesses, la charge, qui agit sur l'unité de synchronisation, étant fonction d'un paramètre de la boîte de vitesses qui varie dans le temps, par exemple le taux de variation de la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement. À cet effet, le contrôle de la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement peut être réalisé directement au moyen d'un capteur de la vitesse de rotation d'entrée de la boîte de vitesses, ou bien la détermination indirecte de cette vitesse au moyen d'autres

capteurs et de valeurs de mesure par exemple d'une informa-

tion concernant la vitesse, au moins d'un capteur de la vitesse de rotation de roue, d'un capteur de la course de l'embrayage, d'un capteur de la vitesse de rotation du moteur et/ou de la position du papillon des gaz ainsi que l'évaluation de groupes de valeurs mémorisés et/ou pouvant être adaptés d'un champ de caractéristiques du moteur, peut

être avantageux.

Étant donné que la variation d'un paramètre de la boite de vitesses, par exemple la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement, permet de tirer des conclusions concernant la grandeur de couple, qui agit sur l'unité de

synchronisation, la charge, qui agit sur l'unité de syn-

chronisation peut étre réglée de cette manière afin de

garantir que la force maximale du dispositif de synchroni-

sation, qui est fixée par le fabricant, n'est pas dépassée.

Conformément à une forme de réalisation préférée de l' invention, un système de boite de vitesses automatisée comprend une boite de vitesses à quatre étages équipée d'une unité de synchronisation, au moyen de laquelle les échelons de vitesse sont reliés selon une liaison motrice, entre un arbre d'entraînement et un arbre mené de la boîte de vitesses, des moyens pour l' application d'une charge à l'unité de synchronisation pour engager et désengager les échelons de vitesse, un circuit de réqulation fermé étant

prévu pour régler la charge, qui agit sur l'unité de syn-

chronisation, en fonction du taux de variation du paramètre

de la boîte de vitesses.

De façon plus précise, l' invention concerne un procédé pour commander un mécanisme d' engagement d'une vitesse dans une boîte de vitesses automatisée à plusieurs échelons comportant au moins un arbre d'entraînement et au

moins un arbre mené, selon lequel une unité de synchroni-

sation est associée à au moins un échelon de vitesse et une charge est appliquée à l'unité de synchronisation de manière à engager ou désengager un échelon de vitesse de la boîte de vitesse, caractérisé en ce que la charge, qui est appliquce à l'unité de synchronisation, est variable en

fonction d'un paramètre de la boîte de vitesses.

Selon une autre caractéristique de l' invention, le procédé inclut un contrôle de la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement et que la charge, qui est appliquée à l'unité de synchronisation, est variable en fonction du taux de variation de la vitesse de rotation de l'arUre

d'entraînement.

Selon une autre caractéristique de l' invention, la sollicitation, qui agit sur l'unité de synchronisation,

est commandée en fonction de la différence entre une gran-

deur à détecter du paramètre de la boîte de vitesses et une grandeur optimale prédéterminée du paramètre de la boîte de vitesse.. Selon une autre caractéristique de l' invention, la sollicitation, qui agit sur l'unité de synchronisation, est commandée en fonction du taux du paramètre de la boîte de vitesses, et on utilise un système de commande compor

tant une boucle de réaction fermée.

Selon une autre caractéristique de l' invention, la sollicitation, qui agit sur l'unité de synchronisation, est commandée d'une manière incrémentale, la sollicitation étant accrue selon une variation brusque lorsque le taux du paramètre de la boîte de vitesses est inférieur à une valeur optimale prédéterminée, et que la sollicitation est

réduite d'une variation brusque lorsque le taux du para-

mètre de la boîte de vitesses est supérieur à la valeur

optimale prédéterminée.

Selon une autre caractéristique de l' invention, le taux optimum prédéterminé varie d'une première unité de

synchroni sat ion à au moins une autre unité de synchroni -

sation prévue.

Selon une autre caractéristique de l' invention, la sollicitation, qui est appliquée à la au moins une unité de synchronisation, varie en fonction de la température de

l'huile de la boîte de vitesses.

Selon une autre caractéristique de l' invention,

la température de l'huile de la boîte de vitesses est esti-

mée sur la base de la température du fluide de refroidisse-

ment du véhicule automobile et de la température de l'air aspiré. Selon une autre caractéristique de l' invention, la au moins une unité de synchronisation est commandée par un organe de réglage, la sollicitation, qui est appliquée par l'organe de réglage à l'unité de synchronisation, étant

commandée par réqulation de l'organe de réglage.

Selon une autre caractéristique de l' invention, la sollicitation, qui agit sur la au moins une unité de

synchronisation, varie en fonction des conditions de fonc-

tionnement du véhicule automobile.

Selon une autre caractéristique de l' invention, la sol l icitat ion, qui agit sur la au moins une unité de synchronisation, varie en fonction de la durée de vie du

système de la boîte de vitesses.

L' invention concerne également un système de

boîte de vitesses automatisce, caractérisé en ce qu'il com-

prend une boîte de vitesses à plusieurs étages, qui com prend pour sa part au moins une unité de synchronisation, au moyen de laquelle des échelons de vitesse sont reliés pour l'entraînement entre un arbre d'entraînement et un arbre mené de la boîte de vitesses, et des moyens pour appliquer une sollicitation à l'unité de synchronisation de manière à engager et désengager les échelons de vitesses, des moyens pour déterminer un paramètre de la boîte de vitesses et des moyens pour commander la sollicitation, qui

agit sur la au moins une unité de synchronisation, en fonc-

tion du taux du paramètre de la boîte de vitesses.

Selon une autre caractéristique de l' invention, la sollicitation, qui agit sur l'unité de synchronisation, est commandée en fonction du taux du paramètre de la boîte

de vitesses à l'aide d'une bouele de résction fermoe.

D'autres caractéristiques et avantages de la pré

sente invention ressortiront de la description donnée ci

après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente un système de boîte de vitesses semi-automatique, qui utilise un circuit hydrau lique con formément à la prés ente invent i on; - la figure 2 représente schématiquement une boîte de vitesses à plusieurs étages, qui est utilisé dans le système de boîte de vitesses de la figure 1; - la figure 3 représente schématiquement un sys tème de commande hydraulique pour le mécanisme d' engagement de vitesses dans la boîte de vitesses, qui est représenté sur la figure 2; et - la figure 4 représente schématiquement un cir cuit de commande pour le système de commande hydraulique,

qui est représenté sur la figure 3.

La figure 1 des dessins annexés représente un moteur 10 comportant un démarreur et un circuit associé de démarreur lOa, qui est couplé au moyen de l'embrayage à friction d'entrainement principal 14 à une boîte de vitesses synchronisée à plusieurs étages 12 du type portant un arbre secondaire, par l'intermédiaire d'un arUre d'entrainement 15 de la boite de vitesses. Le moteur est alimenté en carburant par l'intermédiaire d'un papillon des gaz 16, le papillon des gaz comprenant une soupape de transfert à étranglement 18, qui est actionnée par la pédale d'accélérateur 19. L' invention est utilisable pour des moteurs à essence ou des moteurs diesel avec injection

de carburant électronique ou mécanique.

L'embrayage 14 est actionné par l'intermédiaire d'une fourche de débrayage 20, qui est actionnée pour sa part par un vérin hydraulique à commande séquentielle 22, qui est placé sous la commande d'un moyen d'un moyen de

commande d'organes de réglage d'embrayage 38.

Un levier de changement de vitesse ou levier de sélection de vitesse 24 travaille dans une coulisse de commande 50 comportant deux branches 51 et 52, qui sont reliées par une voie transversale 53, qui s'étend entre l'extrémité de la branche 52 et une position située entre les extrémités de la branche 51. La coulisse de commande 50 définit cinq positions: "R" à l'extrémité de la branche 52 ; "N" au centre entre les extrémités de la voie transversale 53; "S" au niveau du point de jonction de la

branche 51 et de la voie transversale 53; et "+" et "-"

aux extrémités de la branche 51. Dans la branche 51, le levier 24 est réglé par avance sur la position centrale "S". La position "N" du levier de sélection 24 correspond au ralenti; "R" correspond à la sélection de la marche arrière; "S" correspond à la sélection d'un entrainement de marche avant; le déplacement de brève durée du levier dans la position "+ " produit une commande qui amène la boite de vitesses à passer à un échelon de vitesse supérieur; et le déplacement de brève durée du levier de sélection 24 dans la position "-" applique une commande qui amène la boîte de vitesses à commuter sur un échelon de

vitesse inférieur.

Les positions du levier 24 sont détectées par une série de capteurs, par exemple des micro-interrupteurs ou des capteurs optiques, qui sont disposés autour de la cou lisse de commande 50. Les signaux des capteurs sont envoyés à l'unité de commande électronique 36. Un signal de sortie de l'unité de commande 36 commande un mécanisme d' engagement de vitesse 25, qui engage les échelons de

vitesse de la boîte de vitesses 12 conformément au déplace-

ment du levier de sélection 24 par le conducteur du véhi-

cule. En plus des signaux du levier de sélection de vitesse 24, l'unité de commande 36 reçoit des signaux provenant: du capteur 19a, qui indique le degré d'enfoncement de la péJale d'accélérateur 19;

du capteur 30, qui indique le degré d'ouverture de la sou-

pape 18 de réqulation du papillon des gaz; du capteur 26, qui indique la vitesse du moteur; du capteur 42, qui indique la vitesse du disque d'embrayage entraîné; du capteur 34, qui indique la position du vérin d'embrayage commandé selon une commande séquentielle; et

du capteur 32, qui désigne l'étage de commutation sélec-

tionné. L'unité de commande 36 utilise les signaux de ces capteurs pour commander l'actionnement de l'embrayage 14 pendant la marche à régime élevé à partir de la position de repos et pendant le changement de vitesse, comme cela est

décrit par exemple dans les descriptions des brevets

EP0038113, EP0043660, EP0059035, EP0101220 et WO92/13208, dont le contenu est inséré ici expressément dans la des

cription de la présente invention.

Outre le fait de recevoir des signaux provenant des capteurs mentionnés précédemment, l'unité de commande 36 repoit également des signaux d'un appareil 557 de mesure de la vitesse du véhicule, du contacteur 54 et de l'inter- rupteur de frein 56, qui fait partie du système de freinage

principal du véhicule, par exemple la pédale de frein 58.

Un dispositif de sommation 55 est relié à l'unité de commande 36 de manière à avertir le conducteur du

véhicule ou à lui indiquer le moment o des états de fonc-

tionnement déterminés apparaissent. En supplément ou à la place du dispositif de sommation 55, on peut utiliser une lampe témoin clignotante ou un autre moyen d'affichage. Un affichage 60 de la vitesse engagée est également prévu pour

indiquer la vitesse engagée.

Comme cela est représenté sur la figure 2, un arbre mené 84 partant de la boîte de vitesses 12 est monté en parallèle avec l'arbre d'entraînement 15. Une série de pignons 85 à 90 sont montés sur l'arbre d'entraînement 15

de manière à tourner avec ce dernier. Une série correspon-

dante de pignons 95 à 100 sont montés sur l'arbre mené 84

de manière à tourner par rapport à l'arbre d'entraînement.

Les pignons 85 à 89 et les pignons 95 à 99 sont disposés selon des paires imbriquées entre elles et sont ainsi accordés, du point de vue de leur taille, pour fournir les différents échelons de vitesse; les pignons 85 et 95 fournissent une cinquième vitesse; les pignons 86 et 96 fournissent une quatrième vitesse; les pignons 87 et 97 fournissent une troisième vitesse; les pignons 88 et 98 fournissent une seconde vitesse; et les pignons 89 et 99 fournissent une première vitesse. Un autre pignon 102 engrène entre les pignons 90 et 100 pour inverser le sens

de rotation et fournit une vitesse de marche arrière.

Les unités de synchronisation 104, 105, 106 sont disposées entre les pignons 99 et 100, 97 et 98 et 95 et 96. Le déplacement axial de l'unité de synchronisation 104 vers la gauche, comme représenté sur la figure 2, amène de

ce fait le pignon 99 à engrener selon une liaison de rota-

tion avec l'arbre mené 84, tandis que le déplacement axial de l'unité de synchronisation 104 vers la droite engage le pignon 100 selon une liaison d'entraînement en rotation avec l'arbre mené 84. De facon analogue, le déplacement axial de l'unité de synchronisation 105 amène le pignon 97 ou le pignon 98, en fonction de la sélection, à engrener selon une liaison d'entraînement en rotation avec l'arbre

mené 84, et le déplacement axial de l'unité de synchronisa-

tion 106 amène le pignon 95 ou le pignon 96, en fonction de la sélection, à engrener selon une liaison d'entraînement

en rotation avec l'arUre mené 84.

Les capteurs de vitesses 42 et 108 sont dispo nibles pour contrôler la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement 15 de la boîte de vitesses et de l'arbre mené 84 de la boîte de vitesses et à délivrer des signaux qui sont proportionnels à cette vitesse et qui sont envoyés

à l'unité de commande électronique 36.

Le mécanisme d' engagement de vitesse 25 comprend trois réglettes de commutation 111, 112, 113, qui sont installées parallèlement entre elles pour le déplacement dans une direction axiale. Chaque réglette de commutation 111, 112, 113 est reliée par l'intermédiaire d'une fourche 116, 117, 118 du dispositif de sélection à une autre unité de synchronisation 104, 105, 106, de sorte que le déplace ment des réglettes de commutation 111, 112, 113 dans une direction axiale provoque l' engagement de l'une des vitesses, qui sont associées à l'unité de synchronisation correspondante 104, 105, 106, et le déplacement axial des réglettes de commutation 111, 112, 113 dans la direction axiale opposée provoque l' engagement de l'autre vitesse, qui est associée à l'unité de synchronisation correspon

dante 104, 105, 106.

Un élément 110 du dispositif de sélection est monté pour un déplacement dans une première direction X

transversalement par rapport aux axes des réglettes de com-

mutation 111, 112, 113 et dans une seconde direction Y. ce qui représente un déplacement axial par rapport aux réglettes de commutation 111, 112 et 113. L'élément 110 du dispositif de sélection peut par conséquent être déplacé dans une direction sélectionnée X le long d'un plan neutre A-B de sorte qu'il peut être encliqueté avec l'une des réglettes de commutation 111, 112 et 113 et peut s'engager dans une réglette de commutation sélectionnée. L'élément du dispositif de sélection peut être déplacé dans une direction de commutation Y de manière à déplacer la réglette de commutation occupée en 111, 112, 113 axialement dans l'une des deux directions, de manière à engager l'une

des vitesses, qui y est associce.

Comme cela est représenté sur la figure 3, l'élé-

ment 110 du dispositif de sélection est déplagable dans la direction sélectionnée X à l 'aide d'un premier organe de réglage 114 actionné par la pression d'un fluide, le long du plan neutre A-B de manière à aligner l'élément 110 du dispositif de sélection avec l'une des réglettes de commu tation 111, 112 ou 113 et par conséquent sélectionner une paire de vitesses, qui est associée à l'unité de synchroni sation 104, 105, 106 et qui pour sa part est commandée par la réglette de commutation 111, 112 ou 113. L'élément 110 du dispositif de sélection peut ensuite être déplacé dans la direction de commutation Y à l' aide d'un second organe de réglage 115 actionné par la pression d'un fluide de manière à déplacer la réglette de commutation 111, 112 ou 113 axialement dans l'une des deux directions, de manière à engager l'une des vitesses, qui est associée à l'unité de synchronisation 104, 105 et 106, qui pour sa part est com

mandée par la réglette de commutation 111, 112 ou 113.

Les organes de réglage 114 et 115 comprennent chacun un piston plongeur à double effet comportant une tige d' engagement de piston 114a ou 115a qui est reliée, dans un état prêt à fonctionner, à l'élément 110 du dispositif de sélection. La tige d' engagement 114a est disposée d'un côté du piston 116 de l'organe de réglage 114 de telle sorte que la surface active sur le côté extrémité de la tige du piston 116 est inférieure à la surface active sur le côté tête opposé. Il en va de même pour l'organe de réglage 115 et la tige d' engagement 115a est situé d'un côté du piston 117 de telle sorte que la surface active sur le côté extrémité de la tige du piston 117 est inférieure à

la surface active sur le côté tête opposé.

L'alimentation du côté d'extrémité tige et du côté d'extrémité tête des pistons 116 et 117 avec un fluide hydraulique est commandée à l' aide de trois soupapes 120, 121 et 122 actionnées par des électroaimants. La soupape est une soupape de commutation qui relie les côtés tige

des pistons 116 et 117 et les soupapes de commande propor-

tionnelle de flux 121 et 122 au fluide placé sous pression provenant d'une source hydraulique, qui comprend une pompe 123 et un accumulateur de pression 175, ou relie ces uni tés, pour le vidage, au récipient de compensation 125 par l'intermédiaire de la canalisation principale d'alimenta tion en fluide 165. Les soupapes 121 et 122 peuvent relier les côtés d'extrémité tête des pistons 116 et 117 à la sou pape de commande principale 120 ou au récipient de compen sation 125. Un transformateur de mesure de pression 170 est prévu dans la canalisation d'alimentation principale 165 entre la soupape de commande principale 120 et les soupapes 121 et 122 et les côtés d'extrémité tige des pistons 116 et 117, et un transformateur de mesure de pression 172 est monté entre le côté d'extrémité tête des pistons 117 et la soupape 122. Les soupapes 120, 121 et 122 sont commandées par l'unité de commande électronique 36 de manière à appli quer la pression correspondante aux côtés opposés des pis tons 116 et 117 de manière à commander le déplacement des pistons 116 et 117 et des tiges d' engagement 114a et 115a reliées à ces pistons, de manière à sélectionner et engager la vitesse demandée de la manière qui est décrite dans WO

97/05410.

Les potentiomètres 126 et 127 sont reliés aux tiges d' engagement 114a et 115a de manière à délivrer un signal qui caractérise la position de la tige d' engagement associée. Les signaux des potentiomètres 126 et 127 sont envoyés à l'unité de commande 36 de manière à réaliser un affichage de la position des tiges d' engagement 114a et a pour chacun des étages de vitesse de la boîte de vitesses et également pour caractériser la position de la barre d' engagement 115a lorsque l'élément 110 du dispositif de sélection est situé dans le plan neutre A-B sur la figure 2. Le système de la boîte de vitesses peut être calibré de telle sorte que des signaux prédéterminés de

position, qui arrivent des potentiomètres 126 et 127, cor-

respondent à l' engagement de chacune des vitesses de la

boîte de vitesses 15.

Des résultats de mesure des potentiomètres 126 et 127 peuvent être alors utilisés par un système fermé de commande de circuit de régulation de manière à commander les soupapes 120, 121 et 122 pour déplacer les tiges d' engagement 114a et 115a en les amenant dans les positions

prédéterminées afin d'engager la vitesse désirée.

Lorsque la soupape de commande principale 120 est dans une premiée position, l'accumulateur à haute pression est relié par l'intermédiaire de la canalisation d'ali mentation principale 165 au côté d'extrémité tige des pis tons 116 et 117 des organes de réglage 114 et 115 et aux

soupapes 121 et 122.

Les soupapes 121 et 122 peuvent être commandées pour relier de façon sélectionnée les côtés d'extrémité de tête des pistons 116 et 117 à l'accumulateur 175 ou au

récipient de compensation 125. Lorsque les côtés d'extré-

mité de tête des pistons 116 et 117 sont reliés à l'accumu-

lateur 175, la presslon, qui agit sur les deux côtés des pistons 116 et 117, est la même, mais sur la base de la différence entre les surfaces actives des côtés d'extrémité tige et des côtés d'extrémité tête des pistons 116 et 117, les pistons 116 et 117 sont déplacés vers la droite ou vers

le bas comme représenté sur la figure 3.

Lorsque les côtés d'extrémité tête des pistons 116 et 117 sont reliés par les soupapes 121 et 122 au réci pient de compensation 125, la différence de pression four nie par les pistons 116 et 117 déplace les pistons 116 et 117 vers la gauche et vers le haut, comme représenté sur la figure 3, auquel cas le fluide provenant des côtés d'extrémité tête des pistons 116 et 117 est refoulé dans le récipient de compensation 125. Le déplacement de l'élément du dispositif de sélection peut par conséquent être commandé de manière à réaliser l' engagement de la vitesse désirée par commande de la soupape principale 120 afin de relier la canalisation d'alimentation principale 165 à l'accumulateur 175 et, au moyen de l'actionnement des sou papes 121 et 122 pour déplacer l'élément 110 du dispositif de sélection de façon correspondante dans les directions X et Y. Lorsque le changement de vitesse est terminé, la soupape de commande principale 120 est commutée de manière à relier la canalisation d'alimentation principale 165 au récipient de compensation 105, ce qui permet le reflux du fluide depuis les côtés d'extrémité tige des pistons 116 et 117 et les côtés d'extrémité tête des pistons 116 et 117

par l'intermédiaire des soupapes 121 et 122.

Pour maximiser la durée d'arrêt des unités de synchronisation 104, 105, 106, il est souhaitable de limi ter les charges qui agissent sur ces unités. Ceci peut être obtenu au moyen d'un actionnement voulu des soupapes 120, 122, par le fait que les soupapes 120, 122 sont commutées entre une position, dans laquelle le côté d'extrémité tête du piston 117 est relié au récipient de compensation 125, et une position, dans laquellele côté d'extrémité tête du piston 117 est relié à l'accumulateur 175, de manière à commander de facon précise la différence de pression par l'intermédiaire du piston 117. D'autres moyens, par exemple une soupape de commande de pres s ion à act ion proport ion nelle ou sinon le procédé qui est révélé dans GB 0024999 ou GB 002500 et dont le contenu est incorporé expressément

dans la description de la présente invention, peut être

utilisé pour commander la différence de pression par l'intermédiaire du piston 117 et par conséquent la charge, qui agit sur l'unité de synchronisation qui est associée à

la vitesse sélectionnée.

Comme cela est représenté sur la figure 4, lorsqu'un changement de vitesse est déclenché, lorsque l'embrayage 14 a été désenclenché, l'unité de commande 36 produit un signal de position LAB, qui correspond à la position dans le plan neutre A-B, et un signal de pression Po, qui correspond à la force qui est nscessaire pour déplacer l'unité de synchronisation 104, 105, 106, qui est associée à la vitesse engagée à cet instant, depuis la

position d' engagement de la vitesse, dans le plan neutre.

Le signal de position LAB et le signal de pression Po sont envoyés à un régulateur 200, qui produit un signal de manière à exciter les soupapes 120 et 122 afin d'appliquer une différence de pression au moyen d'organes de réglage de manière à déplacer l'unité de synchronisation 104, 105, 106 afin que la vitesse engagée à cet instant soit désengagée. Etant donné que l'arbre d'entraînement 42 et l'arbre mené 84 de la boîte de vitesses 12 sont synchroni sés, les sollicitations appliquées aux unités de synchroni sation 104, 105, 106 sont négligeables, de sorte que la différence de pression appliquée à l'organe de réglage de translation 115 peut être rendue maximale afin d'obtenir

des engagements rapides de la vitesse engagée à cet ins-

tant. Le capteur de position 127, qui est associé à l'organe de réglage 115, délivre à l'unité de commande 36 un signal de signalisation en retour qui est utilisé pour modifier le signal de position LAB par addition ou retrait

d'un facteur de correction LMI, qui est fonction de la dif-

férence entre la position effective de l'organe de réglage et la position, qui est nécessaire pour atteindre le plan neutre A-B, de sorte que l'élément 110 du dispositif de sélection est amené rapidement et de façon précise dans

le plan neutre A-B.

Les soupapes 120 et 121 sont actionnces de facon ciblée de manière à amener l'organe de réglage 114 dans une position, dans laquelle l'élément 110 du dispositif de sélection engrène avec la réglette de commutation 111, 112, 113, qui est associce à la vitesse cible. Ceci peut

s'effectuer à nouveau également par le fait que la diffé-

rence de pression maximale est utilisée par l'intermédiaire de l'organe de réglage 114, que le signal de position, qui est produit par l'unité de commande 36, est à nouveau modi fié par un circuit fermé de régulation de réaction, le signal du capteur de position 126 étant utilisé de la

manière décrite plus haut.

L'unité de commande 36 produit alors un signal de position Lcible (Ltarget) et le signal de pression PCible (Ptarget)' qui correspondent à la vitesse cible. Le signal de press ion Pconsigne peut être initialement élevé de manière à amener l'unité de synchronisation rapidement dans un état d'engrènement à friction, mais le signal de pres sion Pconsigne est alors atténué à la valeur PSync' afin de limiter la force de rotation qui agit sur l'unité de syn chronisation 104, 105, 106. Le signal de pression PSync est une valeur prédéterminée, qui dépend du type de l'unité de synchronisation 104, 105, 106, et de façon typique est dif férente d'une unité de synchronisation 104, 105, 106 à l'autre. Les transformateurs de mesure de pression 170 et 172 mesurent la différence de pression au niveau de l'organe de réglage en tranelation 115 et délivrent un si gnal PMp, qui est utilisé pour corriger le signal de pres- sion PSync au moyen d'une boucle fermoe de réaction 202. Le

capteur de position 127 fournit également une commande for-

moe par réaction du signal de position Lconsigne de la

manière décrite plus haut.

En outre conformément à la présente invention, le signal, qui est délivré par le capteur 42 de la vitesse de l'arbre d'entraînement, est traité en vue de la production d'un signal qui correspond au taux de variation de la vitesse de l'arbre d'entraînement 15. Ce signal est converti en un autre signal de pression PMT, qui correspond à la différence entre le taux de variation effectif de la vitesse de l'arbre d'entraînement et un taux de variation

optimum prédéterminé de la vitesse de l'arbre d'entraîne-

ment pour une unité de synchronisation donnée 104, 105, 106 et qui réalise une autre correction du signal de pression à l' aide d'une commande fermée de résction 206. De cette manière, l' application effective de la charge de l'organe de réglage à l'unité de synchronisation est contrôlée de sorte que l'on peut être certain que les forces de synchro nisation, qui sont prescrites par le fabricant, ne sont pas

dépassées en permanence. Etant donné que le taux de varia-

tion de la vitesse de l'arbre d'entraînement 15 reproduit le couple, qui agit sur l'unité de synchronisation 104, , 106, la commande de réaction fermée 206 réalise une correction également sur la base de variations du moment d'inertie de l'arbre d'entraînement 15, de variations du froLtement ainsi que de variations du froLtement de l'arbre d'entraînement 15 sur la base de la viscosité de l'huile de la boîte de vitesses et de variations dans la différence de

vitesse entre l'arbre d'entraînement 15 et l'arUre mené 84.

Comme cela est représenté sur la figure, le signal de correction de pression PMT peut être adapté exclusivement ou en liaison avec la variation de la vitesse de rotation de l'arbre d'entrce de la boîte de vitesses en rapport avec la température de l'huile de la boîte de vitesses. Un autre signal d'entrée T est appliqué à la boucle fermée de réaction, le signal d'entrée t étant une estimation de la température de l'huile de la boîte de vitesses, qui est basée sur les températures du fluide de

retroidissement et de l'air d' aspiration du véhicule auto-

mobile. Cette valeur estimoe de la température de l'huile de la boîte de vitesses peut être utilisée pour modifier le facteur de correction PMT afin de prendre en compte conjointement la température de l'huile de la boîte de

vitesses et par conséquent sa viscosité. Pour des équili-

brages précis, il peut être également avantageux d'utiliser un capteur pour la température de l'huile de la boîte de vitesses. Conformément à une autre forme de réal i sat ion de l' invention, au lieu d'établir un facteur de correction de pression PMT, on peut utiliser la boucle de réaction de l'arbre d'entraînement pour augmenter ou réduire de faon incrémentale le signal de pression, ceci dépendant du fait que le taux de variation de la vitesse de l'arbre d'entraînement est supérieur ou inférieur à une valeur optimale prédétermince. Cela signifie que la sollicitation, qui est appliquée à l'unité de synchronisation, est accrue d'une variation brusque lorsque le taux de variation de la vitesse de l'arbre d'entraînement 15 est inférieur à une valeur optimale prédétermince, et que la sollicitation, qui est appliquce à l'unité de synchronisation, est réduite d'une variation brusque lorsque le taux de variation de la vitesse de l'arbre d'entraînement 15 est supérieur à une

valeur optimale prédéterminée.

3 5 Conformément à une autre forme de réal i sat ion de l' invention, le taux de variation de la vitesse de l'arbre d'entraînement 15 peut être utilisé à la place des signaux de pression, qui sont délivrés par les transducteurs de mesure 170 et 172, auquel cas il n'est pas nécessaire de prévoir le transducteur de mesure 172 et la bouale de réac-

tion 202.

Le taux de variation de la correction de vitesse d'entraînement conformément à la présente invention peut être utilisé pour fixer des réglages individuels indépen

dants pour différentes stratégies indépendantes de fonc-

tionnement ou différents types de fonctionnement, par exemple pour l'utilisation d'une vitesse de synchronisation

plus faible dans le type de conduite à l'économie pour pro-

longer la durée de vie de la boîte de vitesses, tandis que

des vitesses de synchronisation plus élevées sont autori-

sées pour une meilleure puissance dans le type de conduite sportive. D'autre part, on peut utiliser des paramètres différents pendant la durce de vie d'utilisation de la boîte de vitesses, et par exemple on peut augmenter le taux de variation optimum des vitesses de l'arbre d'entraînement

après l'enclenchement de la boîte de vitesses.

Alors que les formes de réalisation, qui ont été décrites ci-dessus, utilisent des organes de réglage hydrauliques, la présente invention peut être utilisée de la même manière pour d'autres formes d'organes de réglage, par exemple pour des organes de réglage pneumatiques ou électriques, tels qu'ils sont décrits par exemple dans DE19504847; WO97/10456 ou DE19734023, dont les

descriptions sont incorporées ici par référence.

Il est évident qu'à la place d'une commande hydraulique, on peut également utiliser des moyens d'actionnement pour engager et désengager des vitesses ainsi que pour enclencher et désenclencher l'embrayage ainsi que les moyens d'entraînement électriques, qui peu vent être commandés et réglés de façon correspondante par

l'intermédiaire de la prédétermination de l'énergie élec-

trique. Ainsi par exemple pour la prédétermination de la

charge appliquée à la au moins une unité de synchronisa-

tion, on peut commander ou régler le courant, la tension, une durée d'impulsion ou analogue de l'élément d'actionnement. Des dispositifs correspondants pour un tel actionnement de la boîte de vitesses sont connus par

exemple d'après DE 19627980 A1.

Les revendications annexées à la présente demande

sont des propositions de formulation, sans préjudice de l'obtention d'une protection par brevet qui continue. La demanderesse se réserve le droit de revendiquer encore

d'autres caractéristiques ou combinaisons de caractéris-

tiques qui ne sont jusqu'ici exposées que dans la descrip

tion et/ou les dessins.

Des références utilisées dans les sous-revendica-

tions concernent la poursuite du développement de l' objet de la revendication principale grâce aux caractéristiques

des sous-revendications respectives; il ne faut pas les

considérer comme un renoncement à l'obtention d'une protec-

tion autonome de l'objet des caractéristiques ou combinai-

sons de caractéristiques des sous-revendications concer-

nces.

Etant donné que les objets de ces revendications

peuvent constituer, au regard de l'état technique à la date de priorité attachée à la présente demande, des inventions propres et indépendantes, la demanderesse se réserve le

droit d'en faire l'objet d'autres revendications indépen-

dantes ou de demandes divisionnaires. Ces objets peuvent

également contenir des inventions indépendantes qui repré-

sentent une configuration indépendante des objets des sous-

revendications précédentes.

Les exemples de réalisation ne doivent pas être considérés comme une limitation de l' invention. Au contraire de nombreux changements et modifications sont

possibles dans le cadre de l' invention telle que présente-

ment exposée, en particulier des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières qui sont par exemple inventives par combinaison ou transformation des caractéristiques ou

éléments ou étapes de procédé décrits dans la description

générale et les modes de réalisation ainsi que les revendi-

cations et contenues dans les dessins et qui conduisent par des caractéristiques combinables à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédés ou de séquences d'étapes de

procédé, dans la mesure o il concerne également des procé-

dés de fabrication, de vérification et d'usinage, et o il permettrait à l'homme de métier d'apporter une solution au

problème à la base de l' invention.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1. Procédé pour commander un mécanisme d' engage-

ment d'une vitesse dans une boîte de vitesses automatisée à plusieurs échelons comportant au moins un arbre d'entraînement et au moins un arbre mené, selon lequel une unité de synchronisation est associée à au moins un échelon

de vitesse et une charge est appliquée à l'unité de syn-

chronisation de manière à engager ou désengager un échelon de vitesse de la boîte de vitesse, caractérisé en ce que la charge, qui est appliquée à l'unité de synchronisation, est variable en fonction d'un paramètre de la boîte de vitesses.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le procédé inclut un contrôle de la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement et que la charge, qui est appliquée à l'unité de synchronisation, est variable en fonction du taux de variation de la vitesse de rotation de

l'arbre d'entraînement.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sollicitation, qui agit sur l'unité de synchronisation, est commandée en fonction de la différence entre une grandeur à détecter du paramètre de la boîte de vitesses et une grandeur optimale prédéterminée du para

mètre de la boîte de vitesse.

4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la sollicitation, qui agit sur l'unité de synchronisation, est commandée en fonction du taux du paramètre de la boîte de vitesses, et on utilise un système de commande compor

tant une boucle de réaction fermée.

5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la sollicitation, qui agit sur l'unité de syn chronisation, est commandée d'une manière incrémentale, la sollicitation étant accrue selon une variation brusque lorsque le taux du paramètre de la boîte de vitesses est inférieur à une valeur optimale prédéterminée, et que la sollicitation est réduite d'une variation brusque lorsque le taux du paramètre de la boîte de vitesses est supérieur

à la valeur optimale prédétermince.

6. Procédé selon l'une ou l'autre des revendica tions 4 et 5, caractérisé en ce que le taux optimum pré déterminé varie d'une première unité de synchronisation à

au moins une autre unité de synchronisation prévue.

7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sollicitation, qui est appliquce à la au moins une unité de synchroni sat ion, varie en fonct ion de la tem

pérature de l'huile de la boîte de vitesses.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la température de l'huile de la boîte de vitesses est estimée sur la base de la température du fluide de refroidissement du véhicule automobile et de la température

de l'air aspiré.

9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la au moins une unité de synchronisation est com mandée par un organe de réglage, la sollicitation, qui est

appliquée par l'organe de réglage à l'unité de synchronisa-

tion, étant commandée par régulation de l'organe de réglage.

10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sollicitation, qui agit sur la au moins une unité de synchroni sat ion, varie en fonct ion des conditions

de fonctionnement du véhicule automobile.

11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sollicitation, qui agit sur la au moins une unité de synchronisation, varie en fonction de la durée de

vie du système de la boîte de vitesses.

12. Système de boîte de vitesses automatisée, caractérisé en ce qu'il comprend une boîte de vitesses à plusieurs étages, qui comprend pour sa part au moins une unité de synchronisation, au moyen de laquelle des échelons de vitesse sonL elis pour l'entrainement ente un abre d'entralnement et un abre menA de la bolte de vitesses, et des moyens pou appliquer une sollicitation l'unit de synchonisation de manire engager et dsengager les chelons de vitesses, des moyens pour dterminer un para- mte de la boite de vitesses et des moyens pour commander la sol licitat ion, qui agit su la au moins une unit de synchroni sat ion, en fonction du taux du paramAtre de la

bolte de vitesses.

1Q

13. SystAme de bolte de vitesses automatise selon la revendication 12, caractAris en ce que la solli citation, qui agit sur l'unit de synchonisation, est com mande en fonction du taux du paramAte de la bolte de