FR2806143A1 - Dispositif de transmission automatisee a transfert de couple, en particulier pour vehicule automobile - Google Patents

Dispositif de transmission automatisee a transfert de couple, en particulier pour vehicule automobile Download PDF

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Abstract

Dispositif de transmission automatisée à transfert de couple, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un arbre d'entrée (18) portant des pignons menants (20) qui sont chacun en prise avec un pignon mené (22) monté libre en rotation sur un arbre mené (12), des mécanismes (24) de verrouillage unidirectionnel commandé montés entre l'arbre (12) et les pignons menés (22) et des moyens mécaniques d'actionnement des mécanismes (24) de façon positive par au moins une came (26) déplacée en translation à l'intérieur de l'arbre mené (12).

Description

La présente invention concerne un dispositif de transmission automatisée à transfert de couple, en particulier pour véhicule automobile, permettant un changement de rapport de transmission sans interruption d'un couple de rotation entre un arbre moteur et un arbre mené.
On connaît dé à des transmissions à transfert de couple, comprenant un arbre d'entrée qui est relié a un arbre moteur par un embrayage et qui porte des pignons menants, un arbre mené qui porte des pignons menés, chaque pignon menant étant constamment en prise avec un pignon mené et définissant un rapport de transmission, les pignons menants étant solidaires en rotation de 1 ' arbre d' entrée et les pignons menés étant libres en rotation sur l'arbre mené et étant associés à des moyens de synchronisation et de crabotage qui permettent de solidariser sélectivement un pignon mené et 1 ' arbre mené, pour l'enclenchement d'un rapport de transmission donné.
Un des pignons menants, par exemple celui du dernier rapport de transmission, est relié a l'arbre d'entrée par un embrayage, le pignon mené correspondant étant solidaire en rotation de 1 ' arbre mené. Par commande de 1 ' embrayage du pignon menant du dernier rapport de transmission, on peut contrôler la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée de la transmission pendant un changement de rapport de transmission et lui faire prendre une valeur déterminée permettant l'enclenchement d'un nouveau rapport de transmission.
Le serrage de 1 ' embrayage du pignon menant du dernier rapport de transmission pendant un changement de rapport permet également de maintenir un couple moteur sur 1 ' arbre mené pendant le changement de rapport .
Dans les dispositifs connus de transmission à transfert de couple, la commande des moyens de synchronisation et de crabotage est relativement délicate, le décrabotage devant s'effectuer quand le couple moteur du pignon mené est sensiblement nul, le crabotagedevant s ' effectuer quand la vitesse de rotation du pignon mené est égale à celle de l'arbre mené, de sorte que les moyens de commande de ces moyens de synchronisation et de crabotage doivent être relativement très précis et sont relativement complexes . On connaît également une transmission automatisée à transfert de couple, dans laquelle les moyens usuels de synchronisation et de crabotage sont remplacés par des mécanismes de verrouillage unidirectionnel du type à roue dentée et à cliquet, qui sont commandés par des moyens magnétiques comprenant des aimants permanents portés par une tige mobile et coopérant par attraction ou répulsion magnétique avec des aimants permanents portés par les roues dentées et par les cliquets des mécanismes de verrouillage unidirectionnel. Cette commande magnétique "sans contact" a pour inconvénient de ne pas garantir le déplacement des cliquets entre leurs positions de repos et de service, la tige de commande portant les aimants permanents étant librement déplaçable par rapport aux cliquets, même si ces derniers ne se déplacent pas comme prévu.
L'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, tout en simplifiant les moyens de commande et d' actionnement utilisés dans une transmission automatisée à transfert de couple pour un changement de rapport de transmission.
Elle propose, à cet effet, un dispositif du type précité, destiné à relier un arbre moteur et un arbre mené et comprenant un arbre d'entrée, des pignons menants montés sur l'arbre d'entrée, des pignons menés montés sur 1 ' arbre mené, chaque pignon menant étant constamment en prise avec un pignon mené et définissant un rapport de transmission, un des pignons de chaque rapport étant solidaire en rotation de son arbre et 1 ' autre étant libre en rotation sur son arbre, au moins un embrayage reliant le pignon menant du dernier rapport de transmission à l'arbre d'entrée, et des moyens de solidarisâtion sélective de chaque pignon libre et de son arbre pour l'enclenchement du rapport de transmission correspondant, ces moyens comprenant, pour au moins un pignon libre, deux mécanismes de verrouillage unidirectionnel commandé, montés dans des sens opposésentre le pignon libre et son arbre pour interdire une vitesse de rotation du pignon libre inférieure, ou supérieure respectivement, à la vitesse de rotation de son arbre et pouvant chacun occuper deux positions, l'une de repos et l'autre de service, caractérisé en ce que ces mécanismes de verrouillage sont associés à des moyens mécaniques d' actionnement comprenant au moins une came déplaçable en translation et/ou en rotation qui agit de façon positive sur lesdits mécanismes pour les amener en position de service, des moyens de commande des moyens d' actionnement et dudit embrayage étant prévus pour contrôler la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée en fonction du changement de rapport de transmission à effectuer.
L ' actionnement par came des mécanismes de verrouillage unidirectionnel précités garantit le déplacement de ces mécanismes dans leur position de service par le déplacement de la came qui est elle-même corrmandée de façon positive par des moyens mécaniques. Il en résulte une grande sécurité de fonctionnement, permettant la commande automatique de la transmission.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les changements de rapport de transmission qui ne concernent pas le dernier rapport, comprennent une même séquence d'opérations d' actionnement des mécanismes de verrouillage unidirectionnel pour la montée et la descente des rapports, cette séquence étant exécutée dans un ordre déterminé pour la montée des rapports et dans 1 ' ordre inverse pour la descente des rapports. De ce fait, les moyens d' actionnement des mécanismes de verrouillage unidirectionnel précités peuvent comprendre un actionneur unique, qui agit dans un sens pour la montée des rapports et dans 1 ' autre sens pour la descente des rapports . Il en résulte une grande simplification de la commande de la transmission. Dans une première forme de réalisation de l'invention, les pignons libres sont disposés dans 1 ' ordre des rapports de transmission et le dispositif comprend une came unique déplaçable en translation à 1 ' intérieur de 1 ' arbre portant les pignons libres .Dans une autre forme de réalisation, les pignons libres sont disposés sur leur arbre dans l'ordre 1, 3, 5, ... , 2, 4, 6 ... et le dispositif comprend deux cames déplaçables simultanément en translation à l'intérieur dudit arbre, l'une pour 1 ' actionnement des mécanismes de verrouillage des pignons libres des rapports 1, 3, 5, ..., l'autre pour 1 ' actionnement des mécanismes de verrouillage des pignons libres des rapports 2, 4, 6, ...
Avantageusement, les deux cames sont portées par un même support et la course de chaque came est réduite de moitié par rapport au mode de réalisation ne comprenant qu'une came d' actionnement des mécanismes précités.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les pignons libres sont disposés sur leur arbre dans l'ordre 1, 4, 2, 5, 3, 6, le dispositif comprenant alors trois cames déplaçables simultanément en translation à l'intérieur de l'arbre portant les pignons libres, l'une pour 1 ' actionnement des mécanismes de verrouillage des pignons libres des rapports 1 et 4, la deuxième pour 1 ' actionnement des mécanismes de verrouillage des pignons libres des rapports 2 et 5, et la troisième pour 1 ' actionnement des mécanismes de verrouillage du pignon libre du rapport 3.
L'invention rend ainsi possible de varier la disposition relative des rapports de transmission dans un dispositif de transmission à transfert de couple et donc de choisir une configuration en fonction des contraintes imposées par d'autres facteurs .
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les cames sont déplaçables en translation par un système vis-écrou, dont l'écrou porte les cames et dont la vis est une tige filetée entraînée en rotation par un actionneur tel qu'un moteur électrique. Avantageusement, l'écrou est guidée en translation et immobilisé en rotation sur une tige axiale fixe sur laquelle il est engagé à une extrémité, et vissé à son autre extrémité sur ladite tige filetée.Les cames peuvent être fixes en rotation, ou bien tourner en synchronisme avec 1 ' rbre dans lequel elles sont montées .
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la ou les cames sont montées par vissage sur une tige filetée fixe en translation et reliée à un organe moteur par un engrenage épicycloïdal, de préférence un engrenage épicycloïdal double.
Dans ce cas, la came tourne avec 1 ' arbre mené et reste immobile en translation par rapport à l'arbre mené tant que l'organe moteur ne fait pas tourner la tige filetée dans un sens ou dans 1 ' autre.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de transmission comprend un second embrayage reliant 1 ' arbre moteur à 1 ' arbre d' entrée, le pignon menant du premier rapport de transmission étant solidaire en rotation de l'arbre d'entrée et le pignon mené associé étant solidarisable en rotation avec l'arbre mené par deux mécanismes de verrouillage unidirectionnel du type précité.
Dans une variante, le second embrayage relie l'arbre d'entrée au pignon menant du premier rapport de transmission, dont le pignon mené est solidaire en rotation de l'arbre mené.
Le second embrayage précité sert principalement au démarrage du véhicule.
Avantageusement, des moyens de filtration des vibrations sont prévus sur l'arbre moteur et/ou sur l'arbre d'entrée du dispositif selon 1 ' invention.
De façon générale, l'invention combine les avantages des transmissions automatisées à coupleurs hydrocinétiques et à trains d'engrenages planétaires et ceux des boites de vitesses manuelles, tout en évitant leurs inconvénients respectifs.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels :- la figure 1 est une représentation schématique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de transmission selon 1 ' invention ;
- la figure 2 est une vue schématique partielle d'une variante de réalisation de 1 ' invention ;
- la figure 3 est une vue schématique axiale d'un mécanisme de verrouillage unidirectionnel selon 1 ' invention ;
- la figure 4 est un graphe schématisant le fonctionnement des mécanismes de verrouillage unidirectionnel de plusieurs rapports de transmission ; la figure 5 est un graphe illustrant les quatre cas possibles de changement de rapport de transmission en fonction du couple de rotation appliqué à 1 ' arbre mené et de la montée et de la descente des rapports ; - les figures 6 et 7 sont des tableaux représentants les états des mécanismes de verrouillage unidirectionnel dans deux cas possibles de changement de rapport de transmission ;
- les figures 8 et 9 sont des graphes illustrant les commandes des embrayages lors des changements de rapport de transmission correspondant aux tableaux des figures 6 et 7, respectivement ; la figure 10 est une représentation schématique d'une variante de réalisation du dispositif selon 1 ' invention ;
- la figure 11 est une représentation schématique partielle en coupe axiale de la partie du dispositif comprenant l'arbre mené ; - la figure 12 est une vue schématique partielle illustrant un agencement différent des rapports de transmission dans un dispositif selon 1 ' invention.
On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente schematiquement un premier mode de réalisation d'un dispositif de transmission automatisée à transfert de couple selon l'invention, destiné à relier l'arbre de sortie 10 d'un moteur thermique M, tel en particulier qu'un moteur à combustion interne pour véhicule automobile, à un arbre mené 12 qui est l'arbre de sortie dudispositif selon l'invention et qui, dans le cas d'un véhicule automobile, est destiné à entraîner en rotation des roues motrices 14 par l'intermédiaire d'un différentiel 16.
Le dispositif selon l'invention comprend un arbre d'entrée 18 qui est relié à l'arbre de sortie 10 du moteur M par un embrayage E. L'arbre d'entrée 18 est parallèle à l'arbre de sortie 12 et porte des pignons menants 20 dont chacun est en prise constante avec un pignon mené 22 monté sur l'arbre de sortie ou arbre mené 12, les paires de pignons en prise 20, 22 définissant des rapports de transmission qui sont numérotés de 1 à 6 et qui sont progressivement croissants, les pignons des différents rapports de transmission étant montés dans 1 ' ordre de ces rapports sur les arbres 18 et 12.
Dans cet exemple de réalisation, les pignons menants 20 des rapports 1 à 5 sont solidaires en rotation de l'arbre d'entrée 18 et les pignons menés de ces rapports sont libres en rotation sur 1 ' arbre mené 12 et sont solidarisables en rotation avec celui-ci par 1 ' intermédiaire de moyens de verrouillage unidirectionnel commandé 24, chaque pignon libre 22 étant associé à deux mécanismes de verrouillage unidirectionnel commandé 24 qui sont montés dans des sens opposés entre le pignon 22 et l'arbre 12, l'un de ces mécanismes étant destiné à interdire au pignon libre 22 de tourner plus vite que l'arbre mené 12, l'autre mécanisme étant destiné à interdire au pignon libre 22 de tourner moins vite que l'arbre 12.
Le pignon menant 20 du sixième rapport de transmission est libre en rotation sur l'arbre d'entrée 18 et est solidarisé en rotation avec celui-ci par l'intermédiaire d'un embrayage E2 qui est par exemple monté en bout de l'arbre d'entrée 18 du côté opposé à
1 ' embrayage d' entrée El .
Le pignon mené 22 du sixième rapport de transmission est solidaire en rotation de l'arbre mené 12 et ne comporte pas de mécanisme de verrouillage unidirectionnel commandé 24.
Les moyens d' actionnement des mécanismes 24 sont avantageusement logés à 1 ' intérieur de 1 ' arbre mené 12 et comprennent au moins une came 26 montée sur une tige axiale 28 dontune extrémité est reliée à un actionneur 30, à l'extérieur de 1 ' arbre mené 12. Un système 32 de gestion et de commande du dispositif selon l'invention est relié aux embrayages El et E2 et à l' actionneur 30 pour la commande des changements de rapport de transmission et est relié également à des moyens de commande du moteur M pour des échanges d' informations ou des actions .
La came 26 peut être montée fixe en rotation à l'intérieur de l'arbre mené 12 et est alors déplacée en translation à l'intérieur de l'arbre 12, entre les mécanismes de verrouillage unidirectionnel 24 des pignons libres 22 des cinq premiers rapports de transmission par la tige axiale 28 qui est elle-même entraînée par l' actionneur 30 en translation à l'intérieur de l'arbre 12 ou en rotation, la tige axiale 28 étant alors une tige filetée fixe en translation sur laquelle la came 26 est montée par vissage. Un mode de réalisation particulier des mécanismes de verrouillage unidirectionnel et de leur moyens d' actionnement est représenté de façon détaillée aux figures 2 et 3.
Dans cet exemple de réalisation, une denture interne 36 est formée dans une grande face de chaque pignon libre 22 pour coopérer avec au moins deux cliquets 38 solidaires en rotation de l'arbre 12 et dont chacun est déplaçable par un poussoir 40 entre une position de repos où il est écarté de la denture 36 du pignon 22 et une position de service où il est en prise avec cette denture en interdisant la rotation du pignon 22 autour de l'arbre 12 dans un sens déterminé, qui est indiqué par une flèche au voisinage de chaque cliquet 38.
Les poussoirs 40 sont guidés dans des trous radiaux de la paroi cylindrique de 1 ' arbre 12 et sont déplaçables radialement vers l'extérieur par la came 26. Les poussoirs 40 agissent sur les cliquets 38 par l'intermédiaire de moyens elastiquement déformables
42 tels que des ressorts de compression qui sont montés entre les poussoirs 40 et les cliquets 38.Avantageusement, les poussoirs 40 sont tubulaires et les ressorts 42 sont logés en partie à l'intérieur des poussoirs 40 et prennent appui sur le fond de ces poussoirs.
D'autres organes élastiques 44 tels que des lames de ressort sollicitent les cliquets 38 dans le sens tendant à les écarter de la denture interne 36 du pignon 22.
Les cliquets 38 et les lames de ressort 44 sont montés sur des rondelles-entretoises 46 qui sont solidaires en rotation de l'arbre 12 et qui sont agencés entre les pignons libres 22 , coπme représenté en figure 2.
La came 26 est montée sur la tige 28 et est solidaire en rotation de l'arbre 12, au moyen d'une nervure longitudinale 48 engagée dans une rainure correspondante de la surface interne de 1 ' arbre 12. La tige 28 est fixe en translation à l'intérieur de l'arbre 12 et est reliée à l' actionneur 30 par un engrenage épicycloïdal et de préférence un engrenage double tel que celui représenté en figure 2.
Dans cette réalisation, l'arbre de sortie de l' actionneur 30, qui est par exemple un petit moteur électrique, est relié au pignon solaire 50 d'un premier engrenage épicycloïdal dont le portesatellites 52 est solidaire d'une extrémité de la tige axiale filetée 28 et dont la couronne 54 est solidaire de celle d'un second engrenage épicycloïdal. Le pignon solaire 56 de ce second engrenage est fixe en rotation et son porte-satellites est solidaire en rotation de 1 ' arbre 12. Les rapports de pignon sont les mêmes dans les deux engrenages épicycloïdaux, dont le premier forme un différentiel et le second un réducteur. Dans ces conditions, la came 26 qui est entraînée en rotation par l'arbre 12 est fixe en translation sur la tige axiale 28 tant que l'arbre de sortie de l' actionneur 30 ne tourne pas. La rotation dans un sens ou dans l'autre de cet arbre de sortie permet de déplacer la came 26 en translation dans un sens ou dans 1 ' autre à 1 ' intérieur de 1 ' arbre 12.Comme le double engrenage épicycloïdal qui relie 1 ' actionneur 30 à l'arbre 12 et à la tige filetée 28 ne transmet pratiquement pas d'effort, il peut être réalisé de façon commode en matière plastique, pour un coût relativement très faible. Dans 1 ' exemple de réalisation des figures 2 et 3 , les deux mécanismes de verrouillage unidirectionnel commandés 24 qui sont associés à un pignon libre 20 sont sur un même flanc du pignon et sont diamétralement opposés par rapport à l'axe de rotation.
Dans une variante de réalisation, ces deux mécanismes pourraient être l'un sur un flanc du pignon et l'autre sur l'autre flanc du pignon, chaque mécanisme pouvant comporter un seul cliquet ou plusieurs .
La came 26 est une pièce tubulaire sensiblement cylindrique dont la surface extérieure est conformée pour comprendre des surfaces d'appui permettant de déplacer radialement les poussoirs 40 vers l'extérieur quand les mécanismes de verrouillage correspondants doivent être en position de service. Comme on le verra dans ce qui suit, une même came peut commander successivement tous les mécanismes de verrouillage des pignons libres des différents rapports de transmission, quand elle est déplacée dans un sens, pour la montée des rapports de transmission et quand elle est déplacée dans 1 ' autre sens pour la descente des rapports .
On se réfère maintenant aux figures 4 à 9 pour décrire le fonctionnement du dispositif selon l'invention. Dans ce qui suit, on suppose que la vitesse de rotation de 1 ' arbre 12 est constante et c ' est dans ce cas que 1 ' on va décrire la façon dont sont commandés et réalisés les changements de rapport de transmission.
On utilisera dans cette description les conventions suivantes, qui sont illustrées par les figures 4 et 5.
La figure 4 est un graphe représentant 1 ' étagement des vitesses de rotation de 1 ' arbre moteur correspondant aux quatre premiers rapports de transmission pour une vitesse constante donnée de l'arbre de sortie 12. Les références Al, Bl, A2 , B2 , A3, B3 etA4, B4 désignent respectivement les mécanismes de verrouillage unidirectionnel 24 associés aux pignons menés 22 des quatre premiers rapports de transmission et leurs actions sur les pignons, en fonction du couple de rotation transmis à l'arbre de sortie 12, qui peut être un couple moteur positif désigné par Cm > 0 exerçant une traction sur le véhicule ou bien un couple moteur négatif désigné par Cm < 0, exerçant un freinage sur le véhicule, et du sens de variation de la vitesse de rotation de l'arbre moteur 10, cette vitesse étant indiquée par valeurs croissantes sur l'axe vertical de la figure 4.
Dans cette figure, les références A sont affectées aux mécanismes de verrouillage unidirectionnel qui empêchent les pignons libres 22 de tourner plus vite que l'arbre de sortie 12 et les références B sont affectées aux mécanismes 24 qui les empêchent de tourner moins vite que l'arbre 12.
La figure 5 représente schematiquement les quatre cas possibles de changement de rapport de transmission en fonction du couple moteur et de la montée ou de la descente des rapports de transmission. Les cas I et II sont ceux pour lesquels le couple de rotation appliqué à l'arbre 12 est positif, le cas I correspondant à la montée (passage du rapport N au rapport N+l) et le cas II à celui de la descente (passage du rapport N au rapport N-l) .
Les cas III et IV sont ceux où le couple moteur appliqué à l'arbre 12 est un couple négatif (Cm < 0) , le cas III étant celui de la descente du rapport N au rapport N-l et le cas IV celui de la montée du rapport N au rapport N+l .
Le tableau de la figure 6 représente les états des mécanismes de verrouillage unidirectionnel des pignons libres des rapports N et N+l dans le cas du passage du rapport N au rapport N+l avec un couple moteur positif. Les commandes des embrayages El et E2 sont représentés schematiquement en figure 8 en fonction du temps .
Initialement, le rapport N étant enclenché, les mécanismes de verrouillage associés au pignon mené 22 de ce rapport sont enposition de service, ce qui correspond à AN = E- = 1, l'embrayage El reliant l'arbre moteur 10 à l'arbre d'entrée 18 étant serré ou embrayé, l'embrayage E2 associé au pignon menant du sixième rapport de transmission étant desserré ou débrayé (en règle générale, l'état au repos d'un embrayage est son état embrayé ou serré, et son état activé est l'état débrayé) .
Dans ces conditions, le ou les cliquets du mécanisme AN qui interdit au pignon mené 22 du rapport N de tourner plus vite que l'arbre 12, sont en butée sur la denture interne 36 du pignon mené, en raison du fait que le couple moteur transmis à l'arbre 12 est positif. Lorsqu'une commande de changement de rapport de transmission est donnée pour passer au rapport supérieur N+l, le ou les cliquets du mécanisme BN qui interdit au pignon 22 de tourner moins vite que 1 ' arbre 12 , ne sont pas en butée sur la denture interne 36 du pignon mené, et peuvent donc être dégagés de cette denture. Comme le pignon mené du rapport N+l est entraîné par son pignon menant à une vitesse de rotation qui est supérieure de l'arbre 12, le mécanisme B^i de ce pignon peut être amené en position de service. Un déplacement de la came 26 à l'intérieur de l'arbre 12 commande simultanément 1 ' amenée au repos du mécanisme B^ et 1 ' amenée en service du mécanisme B^i. On est alors dans l'état représenté dans la deuxième colonne du tableau de la figure 6.
Ensuite, on commande l'embrayage E2 pour le faire passer à l'état partiellement embrayé, ce qui va permettre de transmettre un couple par le pignon menant 20 du sixième rapport de transmission à l'arbre d'entrée 18 et donc ralentir la vitesse de rotation de cet arbre d'entrée, puisque l'arbre de sortie 12 qui tourne à vitesse constante est alors relié à l'arbre d'entrée 18 par le sixième rapport de transmission.
Le serrage partiel ou progressif de l'embrayage E2 provoque donc une diminution de la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée 18 jusqu'à une valeur égale à la vitesse de synchronisation avec l'arbre de sortie 12 par l'intermédiaire du rapport N+l. Dans cesconditions, on peut amener le mécanisme AN au repos, puisque son ou ses cliquets ne sont plus en butée sur la denture interne du pignon associé et simultanément amener le mécanisme AN+1 en position de service . On est alors dans un état correspondant à la troisième colonne du tableau de la figure 6, illustrant l'enclenchement du rapport
N+l.
Les états AN = 0 et AN+1 = 1 sont obtenus simultanément, par déplacement de la came 26 dans le même sens que précédemment. L'embrayage E2 est ensuite desserré ou débrayé pour l'enclenchement complet du rapport N+l, avec une reprise d'appui sur N+1.
Pendant le changement de rapport N à N+l, un couple moteur positif est transmis de façon continue à l'arbre 12, d'abord par le mécanisme A^ du rapport N jusqu'au serrage au moins partiel de
1 ' embrayage E2 , puis par le sixième rapport de transmission pendant un moment bref, et enfin par le mécanisme N+1 du rapport N+1, la durée totale du changement de rapport de transmission étant de
1 ' ordre d' une seconde ou moins . Lorsque le changement de rapport de transmission a lieu dans des conditions correspondant au cas II (couple moteur positif appliqué à 1 ' arbre de sortie 12 et passage du rapport N au rapport N-l) , on procède de la façon suivante, résumée dans le tableau de la figure 7 et représentée schematiquement en figure 9, avec une succession d'opérations de commande des mécanismes de verrouillage qui est identique à celle décrite pour le cas I mais qui est réalisée dans le sens inverse.
On part de 1 ' état correspondant à la première colonne du tableau de la figure 8, avec AN = BN = 1, le rapport N étant enclenché, et A-1 = BN-1 = 0.
Lorsqu'une commande de passage au rapport N-1 est donnée, on serre partiellement 1 ' embrayage E2 du pignon menant du sixième rapport de transmission pour transmettre un couple au moins égal au couple moteur et pour faire baisser la vitesse de rotation del'arbre d'entrée 18, comme déjà indiqué ci-dessus, et on déplace la came 26 vers le pignon 22 du rapport N-l pour amener le mécanisme de verrouillage A,- au repos et le mécanisme Ax i en service, ce qui correspond à la deuxième colonne du tableau de la figure 7. Ensuite, on desserre progressivement 1 ' embrayage E2 qui transmet moins de couple, ce qui a pour effet de permettre d'augmenter la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée 18 et de venir en appui sur A^i. Puis on finit de desserrer rapidement l'embrayage E2 et on déplace la came 26 une nouvelle fois, dans le même sens, pour amener le mécanisme de verrouillage BM au repos et le mécanisme BN 1 en service, ce qui correspond à la troisième colonne du tableau de la figure 7.
En comparant les tableaux des figures 6 et 7, on constate que les séquences d'opérations de commande des mécanismes de verrouillage qui sont exécutées pour changer de rapport de transmission avec un couple moteur positif sont inverses l'une de l'autre pour la montée des rapports de transmission et pour leur descente. Cela suppose bien entendu que les mécanismes de verrouillage soient agencés de la même façon sur tous les pignons menés 22 des rapports de transmission 1 à 5.
Lorsque le couple moteur appliqué à 1 ' arbre de sortie est négatif (le véhicule est en frein moteur) , on se ramène, pour changer de rapport de transmission, aux cas I et II qui viennent d'être décrits, par une commande temporaire du moteur M pour donner une valeur positive au couple moteur appliqué à l'arbre de sortie, cette valeur positive étant de préférence assez faible.
On procède de même lorsque le couple moteur appliqué à 1 ' arbre 12 a une valeur proche de zéro. Cette modification de très courte durée (inférieure à une seconde par exemple) n'est pas perceptible par le conducteur du véhicule et permet d'utiliser une seule loi de commande pour tous les cas de changement de rapport de transmission. En conséquence, le même actionneur piloté par le système de gestion 32 permet d'effectuer tous les cas possibles de changement de rapport de transmission.Lorsqu'il faut passer du cinquième au sixième rapport de transmission avec un couple moteur positif, on procède comme décrit en référence aux figures 6 et 8, mais on laisse l'embrayage E2 embrayé pour maintenir enclenché le sixième rapport de transmission. En sens inverse, lorsqu'il faut passer du sixième au cinquième rapport, on procède comme représenté en figure 9, sans devoir commander d'abord le serrage de l'embrayage E2.
Dans tous les cas, l'embrayage El reste à l'état serré, cet embrayage étant utilisé uniquement pour le démarrage du véhicule (passage du point mort au premier rapport de transmission) .
Cet embrayage sert aussi également au passage du point mort à la marche arrière .
Dans la variante de réalisation représentée schematiquement en figure 10, l'agencement des différents pignons sur les arbres d'entrée et de sortie est identique à celui décrit en référence à la figure 1, irais la pignon menant 20 du premier rapport de transmission est libre en rotation sur l'arbre d'entrée 18 et est solidarisable en rotation avec celui-ci par 1 ' intermédiaire de l'embrayage El. Le pignon mené 22 du premier rapport de transmission est solidaire en rotation de l'arbre de sortie 12 et n'est pas équipé des mécanismes de verrouillage 24 précités.
Pour le reste, ce dispositif de transmission est identique à celui de la figure 1.
Le fonctionnement pour les changements de rapport de transmission est identique à celui qui vient d'être décrit, sauf en ce qui concerne le premier rapport de transmission qui est commandé directement par 1 ' embrayage El . Le passage du premier au deuxième rapport de transmission se fait en desserrant 1 ' embrayage El et en serrant 1 ' embrayage E2 , puis en procédant comme représenté en figure 8.
Le passage du deuxième au premier rapport de transmission se fait en serrant d'abord l'embrayage E2 puis après mise au repos de A2 et B2, par serrage de l'embrayage El et simultanément par desserrage de 1 ' embrayage E2.Dans la variante de réalisation représentée en figure 11, 1 ' arbre de sortie 12 est supporté à ses extrémités par des paliers montés dans un carter 62 et comprend un pignon de sortie 64 à l'une de ses extrémités . Deux cames 26 sont montées rotatives sur un support tubulaire 66 dont une extrémité forme un écrou vissé sur l'extrémité d'une tige axiale filetée 28 dont l'autre extrémité comprend une poulie 68, un pignon ou analogue, relié par une transmission synchrone 70 à 1' actionneur 30 qui est déporté. L'autre extrémité de l'élément tubulaire 66 est guidée en translation sur une tige axiale fixe 72 montée sur une paroi du carter 62 et comportant une rainure longitudinale dans laquelle est engagé un ergot porté par l'élément tubulaire 66, pour immobiliser cet élément en rotation. Les tiges axiales 28 et 72 sont alignées, presque bout à bout, à 1 ' intérieur de 1 ' arbre de sortie 12.
Dans ce dispositif, les pignons menés 22 des différents rapports de transmission sont montés alternés sur 1 ' arbre de sortie 12 , dans 1 ' ordre 1, 3, 5, 2, 4, 6, les pignons menants correspondants étant montés dans le même ordre sur 1 ' arbre d' entrée. Une des cames 26 commande les mécanismes de verrouillage des pignons menés des rapports 1, 3 et 5, l'autre came 26 commandant les mécanismes de verrouillage des pignons menés des rapports 2 et 4.
On voit en figure 11 que les cames 26 qui agissent sur les mécanismes de verrouillage diamétralement opposés de chaque pignon libre 22, ont des profils symétriques par rapport à un point médian, situé sur l'axe de rotation, pour 1 ' actionnement des mécanismes conformément aux séquences représentées aux figures 6 et 7.
En figure 11, les positions des cames correspondant à 1 ' actionnement des mécanismes de verrouillage d'un pignon mené sont indiquées par des traits repérés par des chiffres entourés d'un cercle. Les traits repérés par des chiffres non entourés de cercle indiquent les positions prises par une came quand c'est l'autre came qui agit sur des mécanismes de verrouillage d'un pignon mené. Parexemple, le chiffre 2 situé entre les chiffres 1 et 3 inscrits dans les cercles indique la position de la came de gauche quand la came de droite est dans la position d' actionnement des mécanismes de verrouillage du pignon mené du deuxième rapport, cette position étant indiquée par le chiffre 2 entouré d'un cercle. Les petits traits intermédiaires entre les positions repérées par des chiffres correspondent à des positions intermédiaires occupées par les cames pendant un changement de rapport de transmission.
Cette réalisation a un encombrement axial réduit, grâce à l'entraînement des ca es par un système vis-écrou de longueur réduite, permettant toutefois un bon guidage axial des cames et 1 ' immobilisation en rotation de leur support.
Dans la variante de réalisation représentée schematiquement en figure 12, les pignons menés (ainsi que les pignons menants) des différents rapports de transmission sont disposés dans l'ordre 1, 4, 2, 5, 3, 6 et les moyens d' actionnement des mécanismes de verrouillage associés à ces pignons comprennent trois cames 26 déplaçables simultanément en translation à 1 ' intérieur de 1 ' arbre 12 par la tige axiale 28, chaque came pouvant occuper quatre positions qui sont représentées par des traits transversaux en tirets. La came 26 de gauche peut actionner les mécanismes de verrouillage des pignons menés des rapports 1 et 4, la came 26 du milieu peut actionner les mécanismes de verrouillage des pignons menés des rapports 2 et 5, et la came 26 de droite peut actionner les mécanismes de verrouillage du pignon mené du troisième rapport.
Diverses modifications peuvent être apportées aux dispositifs qui viennent d'être décrits, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, les pignons libres peuvent être portés par l'arbre d'entrée 18 et non par l'arbre d'entrée 12. En variante, certains pignons libres peuvent être montés sur l'arbre d'entrée 18 tandis que les autres sont sur 1 ' arbre de sortie 12. Il est avantageux que tous les pignons libres soient associés à des mécanismes de verrouillage unidirectionnel commandés du type décrit, ais certainsd' entre eux pourraient être équipés des moyens usuels de synchronisation et de crabotage, si nécessaire.
Bien entendu, le dispositif de transmission selon l'invention comprend un rapport de marche arrière, dont un pignon menant est monté sur l'arbre d'entrée 18, dont un pignon intermédiaire d'inversion du sens de rotation est monté sur un arbre intermédiaire parallèle aux arbres 12 et 18 et dont un pignon mené est monté sur l'arbre de sortie 12 et est équipé soit de moyens usuels de synchronisation et de crabotage, soit de mécanismes de verrouillage unidirectionnel commandé du type indiqué ci-dessus.

Claims (2)

  1. REVENDICATIONS
    1 - Dispositif de transmission automatisée à transfert de couple, en particulier pour véhicule automobile, destiné à relier un arbre moteur (10) et un arbre mené (12) et comprenant un arbre d'entrée (18), des pignons menants (20) montés sur l'arbre d'entrée, des pignons menés (22) montés sur l'arbre mené (12), chaque pignon menant étant constamment en prise avec un pignon mené (22) et définissant un rapport de transmission, un des pignons de chaque rapport étant solidaire en rotation de son arbre et l'autre étant libre en rotation sur son arbre, au moins un embrayage (E2) reliant le pignon menant du dernier rapport de transmission à l'arbre d'entrée (18), et des moyens de solidarisation sélective de chaque pignon libre et de son arbre pour 1 ' enclenchement du rapport de transmission correspondant, comprenant, pour au moins un pignon libre, deux mécanismes de verrouillage unidirectionnel commandé (24) , montés dans des sens opposés entre le pignon libre (22) et son arbre (12) pour interdire une vitesse de rotation du pignon libre inférieure, ou supérieure respectivement, à la vitesse de rotation de son arbre (12), et pouvant chacun occuper deux positions, l'une de repos et l'autre de service, caractérisé en ce que les mécanismes de verrouillage (24) précités sont associés à des moyens mécaniques d' actionnement coπprenant au moins une came (26) déplaçable en translation et/ou en rotation qui agit de façon positive sur lesdits mécanismes pour les amener en position de service, et des moyens (32) de commande des moyens d' actionnement (26, 28, 30) et de l'embrayage (E2) pour contrôler la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée (18) en fonction du changement de rapport de transmission à effectuer.
  2. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour un changement de rapport de transmission qui ne concerne pas le dernier rapport, la commande de l'embrayage (E2) comprend un serrage au moins partiel de cet embrayage, suivi d'un desserrage.3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les changements de rapport de transmission qui ne concernent pas le dernier rapport, comprennent une même séquence d'opérations d' actionnement des mécanismes de verrouillage (24) pour la montée et la descente des rapports, cette séquence étant exécutée dans un ordre déterminé pour la montée des rapports et dans 1 ' ordre inverse pour la descente des rapports .
    4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite séquence d'opérations comprend, pour le passage d'un rapport enclenché à un rapport à enclencher, la mise au repos d'un premier mécanisme de verrouillage du rapport enclenché et la mise en service d'un premier mécanisme de verrouillage du rapport à enclencher, avec un serrage progressif partiel de l'embrayage (E2) , la mise en service du second mécanisme de verrouillage du rapport à enclencher et simultanément la mise au repos du second mécanisme de verrouillage du rapport enclenché, avec un desserrage complet de 1 ' embrayage (E2) .
    5 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pignons libres (22) des rapports de transmission sont portés par l'arbre mené (12) .
    6 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pignons libres (22) sont disposés dans l'ordre des rapports de transmission et en ce qu'il comprend une came unique (26) déplaçable en translation à l'intérieur de l'arbre (12) portant les pignons libres.
    7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pignons libres sont disposés dans l'ordre 1, 3, 5, ... , 2, 4, 6 ... des rapports de transmission et en ce qu'il comprend deux cames (26) déplaçables simultanément entranslation à l'intérieur dudit arbre (12), l'une pour 1 ' actionnement des mécanismes de verrouillage des pignons libres des rapports 1, 3, 5, ..., l'autre pour 1 'actionnement des mécanismes de verrouillage des pignons libres des rapports 2 , 4, β, ...
    8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pignons libres sont disposés dans l'ordre 1, 4, 2, 5, 3, 6 des rapports de transmission et en ce qu'il comprend trois cames (26) déplaçables simultanément en translation à l'intérieur dudit arbre (12), l'une pour 1 ' actionnement des mécanismes de verrouillage des pignons libres des rapports 1 et 4, la deuxième pour 1 'actionnement des mécanismes de verrouillage des pignons libres des rapports 2 et 5, et la troisième pour 1 ' actionnement des mécanismes de verrouillage du pignon libre du rapport 3.
    9 - Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les cames (26) sont déplaçables en translation par un système vis-écrou, dont l'écrou (66) porte les cames (26) et dont la vis est une tige filetée (28) entraînée en rotation par un actionneur tel qu'un moteur électrique.
    10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'écrou (66) est guidé en translation et immobilisé en rotation sur une tige axiale fixe (72) sur laquelle il est engagé à une extrémité, et est vissé à son autre extrémité sur la tige filetée (28).
    11 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux mécanismes de verrouillage (24) de chaque pignon libre sont montés axialement sur un même côté du pignon libre et sont par exemple diamétralement opposés.12 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les deux mécanismes de verrouillage (24) de chaque pignon libre sont montés axialement de part et d'autre du pignon libre.
    13 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque mécanisme de verrouillage (24) comprend un organe de verrouillage tel qu'un cliquet (38) coopérant avec une denture (36) formée sur un flanc du pignon libre pour permettre la rotation du pignon dans un sens et l'interdire dans le sens opposé, un poussoir (40) actionné par une came (26) précitée pour le déplacement du cliquet dans une position de service où il coopère avec la denture (36) précitée, et un ressort de rappel (44) sollicitant le cliquet vers une position de repos où il est écarté de la denture (36) précitée.
    14 - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les cliquets (38) sont portés par des rondelles (46) intercalées entre les pignons libres (22) et solidaires en rotation de l'arbre (12) des pignons libres.
    15 - Dispositif selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que les poussoirs (40) de déplacement des cliquets s'étendent radialement dans des orifices de la paroi tubulaire de l'arbre (12) précité et coopèrent avec les cliquets par l'intermédiaire d'organes elastiquement déformables (42) .
    16 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou chaque came (26) est fixe en rotation.
    17 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la ou chaque came (26) est entraînée en rotation par 1 ' arbre (12 ) des pignons libres .18 - Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que chaque came (26) est montée par vissage sur une tige filetée
    (28) fixe en translation et reliée à un organe moteur par un engrenage épicycloïdal.
    19 - Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que 1 ' engrenage épicycloïdal est un engrenage épicycloïdal double.
    20 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un second embrayage (El) reliant l'arbre moteur (10) à l'arbre d'entrée (18), le pignon menant (20) du premier rapport de transmission étant solidaire en rotation de l'arbre d'entrée (18) et le pignon mené (22) associé étant solidarisable en rotation avec l'arbre mené (12) par des mécanismes de verrouillage (24) précités.
    21 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend un second embrayage (El) reliant l'arbre d'entrée (18) au pignon menant (20) du premier rapport de transmission, dont le pignon mené est solidaire en rotation de 1 ' arbre mené (12) .
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