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Dispositif pour la commande automatique du mécanisme variateur de transmission de véhicules à moteur.
L'invention se rapporte à un dispositif pour la commande automatique du mécanisme variateur de transmission de véhicules, en- trainés au moyen d'un moteur à combustion, à l'aide d'un sélecteur de puissance qui, dans chaque position, règle les deux valeurs, dé- terminées suivant une caractéristique de réglage, s'étendant de la puissance d'entraînement maximum à la puissance de freinage maximum, de la position de l'organe régulateur du combustible et la vitesse de rotation du moteur pour au moins une partie de cette caractéristi que de réglage.
L'avantage de ces dispositifs connus est que le nombre de tours du moteur, indépendamment de la résistance à l'ar- bre d'entraînement, est en ordre principal maintenu,la valeur cor- respondant à la caractéristique de réglage déjà mentionnés de la puissance choisie, et que le moteur travaille ainsi constamment à son meilleur rendement.
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Les commandes automatiques de ce genre présentent cepen- dant une difficulté en ce sens que l'automatique provoque un fonc- tionnement trop fréquent du changement de vitesse. Dans des distri- butions à variation continue, le mécanisme, qui modifie le rapport de démultiplication, est de ce fait très rapidement usé. Il en va de même dans les engrenages à paliers avec comme inconvénient sup- plémentaire le fait que en pratique, pendant le fonctionnement, il se présente souvent des cas où l'automatique peut provoquer un em- brayage et débrayage continuel, non désiré et préjudiciable, de deux rapports de démultiplication voisins.
L'objet de l'invention est constitué par un dispositif du type mentionné au début, dans lequel cependant on a pris soin quela, modification du rapport de démultiplication se produise seulement lorsqu'une certaine position limite est atteinte. Suivant l'inven- tion, cette condition est réalisée par suite du déplacement par le sélecteur de puissance de deux organes, en fonction de la puissance choisie;
l'un d'eux, de par sa forme suivant la caractéristique de réglage mentionnée, force l'organe régulateur du combustible à pren- dre directement la position désirée, tandis que le second organe impose la vitesse de rotation théorique indiquée par la caractérise- tique de réglage à un mécanisme différentiel, lequel est simultané- ment influencé par la vitesse réelle du moteur et communique par conséquent à son troisième organe différentiel un déplacement dé- pendant dès vitesses théorique et réelle, ce troisième organe diffé- rentiel ne permettant le passage à la vitesse voisine qu'après que la position limite prédéterminée ait été atteinte.
L'application de ce genre de commande pour1!embrayage au- tomatique d'engrenages à paliers dans lesquels il est, comme men- tionné ci-dessus, particulièrement important de soigner à ce qu'il- ne se produise pas d'embrayages et de débrayages continuels, consti- tue un autre objet de l'invention.
Au dessin, la fig. 1 est un diagramme représentant diffé- rentes courbes caractéristiques d'un moteur à combustions,
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Fig. 2 montre un autre diagramme analogue.
Fig. 3 montre schématiquement un exemple de réalisation de l'invention
Et fig. 4 un autre exemple de réalisation représenté en perspective.
Dans la figure 1, les courbes fil - ((1! représentent les puissances N en fonction du logarithme du nombre de tours du moteur à combustion (log n1) pour des positionsl -[alpha]8 maintenues constan- tes de l'organe régulateur du combustible. La ligne en traits mixtes a - a est la caractéristique de réglage qui devrait être donnée com- me base à l'automatique, c'est-à-dire la caractéristique de puis- sance du moteur à combustion suivant laquelle la performance du mo- teur devrait être maintenu par l'automatique.
Le chauffeur réglera en vue d'obtenir une certaine puissance par exemple la puissance
NA,, à l'aide de son sélecteur de puissance, d'une part la position [alpha]5 de l'organe régulateur du combustible correspondant au point A de la caractéristique de réglage et en même temps donnera, au méca- nisme de réglage pour le rapport de démultiplication, la vitesse nA du moteur correspondant au point A. nA représente par conséquent, pour cette position du sélecteur de puissance manoeuvré par le chauf- feur, la vitesse théorique ns,aux environs de laquelle le régime du moteur devrait être maintenu. La vitesse réelle du moteur est ni,
Suivant l'invention, le quotient ns/ni est alors déterminant pour l'instant de la commutation des échelons de transmission de l'engre- nage.
Si ce quotient atteint la valeur kl, le changement se fera sur la vitesse immédiatenent supérieure. Les points de commutation
B et C pour la puissance NA se trouvent sur la courbe [alpha]5 correspon- dant au point A et; par rapport au point A, sont décalés delog k1 L respectivement log k2 /dans le sens négatif de l'axe des abcisses. Si, pour toutes les puissances c'est-à-dire pour toutes les positions du sélecteur de puissance manoeuvré par le chauffeur, on obtient de cette manière les points de commutation, ceux-ci se trouvent alors sur une cour- be limite inférieure b pour le retour sur la vitesse immédiatement
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inférieure et sur une courbe limite supérieure c pour le passage sur la vitesse immédiatement supérieure.
Si le changement désiré se produit chaque fois sur ces deux courbes limites, le moteur peut cependant prendre différents régimes entre les deux courbes limites lorsqu'il existe suffisamment de rapports multiplicateurs et réduc- teurs dans l'engrenage.
Fig. 3 montre schématiquement une solution constructive.
1, représente le sélecteur de puissance manoeuvré par le chauffeur.
Ce sélecteur 1 commande par l'intermédiaire de la courbe de guidage
2,le carburateur 4 en fonction de la puissance désirée d'une ma- nière telle que pour chaque puissance choisie N la fonction = f(N) qui découle de la figure 1 pour la caractéristique de réglage pres-- crite a - a, est vérifiée. La partie inférieure droite de cette cour be de réglage 2 fixe les rapports pour des puissances négatives c' est-à-dire des puissances de freinage du moteur, pour lesquelles l' organe régulateur du combustible reste dans la position de marche . vide ou se maintient complètement fermé.
Par suite de la courbe de guidage 3, la crémaillère 5 est déplacée proportionnellement à 2. log ns; ns désignant la vitesse du moteur qui, suivant la caracté- ristique de réglage prescrite a - a dans la figure 1, correspond à la puissance N. Par l'intermédiaire du régulateur de vitesse 6, la crémaillère 7 est, en fonction de la vitesse réelle ni du moteur déplacée proportionnellement a 2. log ni. La roue dentée 8 et avec elle également le contact 9 qui lui est solidaire, recoivent un dé- placement proportionnel à log (n /n.). Dans la position, dessinée à la figure 3, de la roue dentée 8, n est précisément égale à n..
10 Si, alors le contre-contact/est déplacé vers le contact 9, de la quantité log k1 vers la gauche et le contre-contact 11 de la valeur log k2 vers la droite, la batterie 14 est constamment raccordée au conducteur 12 lorsque le régime du moteur atteint la limite infé- rieure b dans la fige 1, et au conducteur 13 lorsque le régime du moteur atteint la limite supérieure c. L'embrayage peut donc, par l'intermédiaire du conducteur 12, avoir lieu sur la vitesse immédia.
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tement inférieure et, par l'intermédiaire du conducteur 13, sur la vitesse, immédiatement supérieure.
Le régime du moteur doit ainsi rester effectivement toujours entre les deux courbes limites lors- .. 'que, dans le choix de k1 et k, on observe que la valeur k = k1/k2, qui définit la distance entre les deux courbes limites, est plus grande que le plus grand facteur de démultiplication kg existant dans le dispositif.
Les rapports de transmission d'un dispositif-se trouvent normalement à peu près en progression géométrique de sorte que la transmission de la mième vitesse im est donnée par la relation im = i1. kg (m-1), i1 étant le rapport de transmission de la première vitesse. K = k1/k2 n!st alors choisi que légèrement supérieur a kg, d'une quantité telle que, en tenant compte de la chute de vitesse pendant le changement, on ne dépasse pas encore, une fois l'embrayage terminé, en-dessous ou au-dessus @ l'autre courbe limite. Car sinon il se produirait à nouveau un retour sur la vitesse antérieure Il faut cependant encore prendre en considération que, par suite de l'opération'de commutation, la puissance du moteur d'entraînement ne soit pas modifiée d'une manière sensible.
Si par exemple, à la figure 1, la caractéristique de réglage était déplacée d'une quantité telle que sur la courbe [alpha]7, D devenait le point de commutation supérieur et F le point inférieur, l'automatique, au moment où le régime du point D serait atteint, règlerait par suite de la commutation, un état de fonctionnement aux environs de F. Au point F, cependant la puissance est tellement inférieure à celle du point D que le véhicule ne peut plus maintenir, dans certains cas, la vitesse antérieure. De ce fait, après la commutation, la vitesse de départ de l'engrenage n2 ainsi que ni seraient réduites, ce qui provoquerait au point F le retour à la vitesse antérieure, de sorte que le même processus pourrait à nouveau recommencer.
Afin de prévenir cela, la caractéristique de réglage doit être déplacée de telle manière que, au moins pour des puissances moyennes élevées il ne puisse survenir, par suite de la commutation, aucune varia-
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tien importante de la puissance, comme il est montré à la figure 1.
Tous les moteurs à combustion n'ont pas de caractéristi- ques dont l'allure est analogue à celle représentée à la figure 1.
Dans beaucoup (particulièrement dans les moteurs Diesel) les cour- bes de puissance ne présentent pas, pour des positions constantes de l'organe régulateur du combustible, de maxima comme à la figure 1, de sorte qu'il n'est pas possible de tracer la caractéristique de réglage de manière à ce que la puissance d'entraînement ne soit pas fortement modifiee par suite de la commutation. Mais dans des moteurs, dont les courbes de puissance sont analogues à celles de la figure 1, la caractéristique de réglage tombe dans un intervalle peu économique lorsque sa disposition est telle que la puissance d'entraînement n'est pas modifiée lors du changement de vitesse.
Tous les moteurs à combustion permettent cependant un réglage auto- matique parfait du rapport de démultiplication du dispositif, lors- que simultanément avec la modification du rapport de démultiplicat intervient également une modification de la position de l'organe régulateur du combustible.
A la figure 2 sont à nouveau représentées en traits pleins les courbes de puissances par rapport au log ni pour des positions constantes [alpha]1 -[alpha]8 de l'organe régulateur du combustible. Le tracé de la caractéristique de réglage prescrite a - a décrite précédem- ment y est cependant différent de celui de la figure 1. Lorsque mal- gré cela, lors du passage d'une vitesse à une autre, aucune modifica- tion de la puissance d'entraînement N ne doit intervenir, il est nécessaire que la commutation provoque une modification de la posi- tion de l'organe réglateur du combustible.
Si par exemple le moteur a atteint le régime du point A,lors du passage sur la vitesse sui- vante, la position [alpha]6 de l'organe régulateur du combustible doit également être modifiée en la position [alpha]6, lorsque la puissancede commande N, une fois la commutation terminée, doit rester la même qu'avant la commutation. Le maintien de la puissance à un niveau absolument uniforme ne peut être réalisé dans le voisinage de la
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puissance d'entraînement maximum, car la courbe limite supérieure de C à E et de G à K doit être tracée parallèlement à l'axe N, lors- que la vitesse maximum permise nlmax du moteur à combustion ne peut 'être dépassée.
Au cas où, aux environs du point E, la commutation se produisait sur la vitesse suivante, le moteur prendrait après la commutation, le régime du point D, car une plus grande ouvertu- re de l'organe régulateur du combustible au delà de 8 (position plein gaz) est impossible. Cependant pour toutes les autres puissant ces N, qui se trouvent entre les puissances des points de fonction- nement D et H, les puissances sont maintenues absolument constantes lorsque la position de l'organe régulateur .du combustible n'est pas seulement dépendante de la puissance réglée par le chauffeur mais également de la vitesse effective momentxwoEe ni.
Une telle disposition est représentée schématiquement à la fig. 4. Dans le guide fixe 21, le régulateur n2 déplace, au moy- en de la barre 23, le chariot 22 proportionnellement au log n2.
Dans le chariot 22 peut se déplacer latéralement le glissoir 24, celui-ci est commandé par le sélecteur de puissance 25. Sur le glis- soir 24 est monté une plaque à contacts qui a pour fonction de tram mettre les rapports de démultiplication nécessaires et d'amener les opérations de commutation requises pour le passage à la vitesse cor- respondante. La zone désignée par I ¯:appartient par exemple à un rapport de démultiplication u = 1. Dans cette zone n1 est égal à n2. Les limites de cette zone correspondent par conséquent aux deux limites b et o de la figure 2. Pour d'autres rapports de démultipli- cation, les courbes limites se déplacent chacune de log kg.
Le con- tact 27 amène le courant de la batterie 28 du véhicule chaque fois au dessus de la zone, au dessus de laquelle il se trouve à ce mo- ment, au mécanisme de commutation qui réalise le passage de la vi- tesse correspondant à la zone.
Dans un guide 29 du glissoir 24 peut se déplacer la pièce 30 dont la forme est telle que sur elle les lignes de même position du régulateur du combustible de la fig. 2 correspondent à des sur-
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élévations ou à des creux identiques, de sorte qu'un levier 31, qui balaye le corps 30, monté sur le guide fixe 21 de manière à pouvoir pivoter, règle chaque fois, en fonction de la puissance N ajustée, et par l'intermédiaire de 25, par le chauffeur/de la vitesse effective momentanée ni, la position correspondante de la fig. 2 de l'organe régulateur du combustible 32.
Pour que le corps 30 exécute un mou- veulent proportionnel à log n1, 20 il doit à chaque changement de vites- se être déplacé dans son guide/d'une longueur correspondant à log k , ce qui à la figure 4 est indiqué à titre d'exemple par l'adjonc- tion à chaque zone de contact I - V d'une bobine magnétique qui a- mène le corps 30 dans la position correspondante au panneau à con- tacts, de sorte qu'il exécute constamment le déplacement exigé log n1 - log n2 + log u1 + (m-1) log kg. De cette manière la puissance N est continuellement maintenue constante aussi longtemps que le sé- lecteur de puissance 25 ne modifie pas sa position.
Le corps 3o ne doit cependant pas nécessairement avoir exactement la forme présentée à la fig. 2. Il peut par exemple être intéressant de lui donner une forme telle que l'organe régulateur du combustible prend entre les deux courbes limites b et c une posi- tion telle que la puissance N est en cet endroit légèrement plus élevé que sur les deux courbes limites. Cela peut parfois être a- vantageux pour autant que de ce fait des embrayages inopportuns peuvent être évités avec encore une assurance plus grande que lors- que N est maintenu parfaitement entre les deux points de commuta- tion.