FR2934659A1

FR2934659A1 - Synchronisation centralisee pour boite de vitesses a double embrayage

Info

Publication number: FR2934659A1
Application number: FR0804440A
Authority: FR
Inventors: Pascal Thery
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-04
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2010-02-05
Anticipated expiration: 2028-08-04
Also published as: WO2010015748A1; FR2934659B1

Abstract

Boîte de vitesses comportant un premier (2) et un deuxième (4) arbre primaire reliés chacun par un embrayage (C1, C2) à un moteur, chaque arbre primaire pouvant être relié à la sortie de la boîte de vitesses par des rapports de vitesse directs, au moins une liaison de transfert (T) engagée par un synchroniseur (58) reliant les deux arbres primaires entre eux avec une réduction de la vitesse du deuxième arbre primaire par rapport à celle du premier arbre primaire, pour réaliser au moins un rapport de vitesse supplémentaire, caractérisée en ce que le synchroniseur (58) de la liaison de transfert (T) est utilisé de plus pour préparer l'engagement par un crabot (14, 28) d'un rapport de vitesse supérieur lié au deuxième arbre primaire (4), en synchronisant la vitesse de ce deuxième arbre primaire.

Description

SYNCHRONISATION CENTRALISEE POUR BOITE DE VITESSES A DOUBLE EMBRAYAGE

La présente invention concerne une boîte de vitesses pour une transmission d'un véhicule automobile, et un procédé de passage des vitesses pour cette boîte de vitesses. Un type de boîte de vitesses automatique connu appelé boîte de vitesses à double embrayage, comporte deux arbres primaires d'entrée coaxiaux reliés chacun à l'arbre d'un moteur par un embrayage pouvant fonctionner à sec ou dans l'huile. Chaque arbre primaire peut transmettre le mouvement reçu du moteur, à un ou plusieurs arbres secondaires suivant différents rapports de démultiplication. Ces arbres secondaires entraînent par un différentiel les roues motrices du véhicule.

Chaque rapport de démultiplication comporte un couple de pignons formant un engrenage, transmettant le mouvement d'un arbre primaire à un arbre secondaire suivant un rapport de démultiplication correspondant à un rapport de vitesse direct de la boîte de vitesses. Un pignon de chaque engrenage est fixé sur son arbre, l'autre pignon monté libre en rotation peut être rendu solidaire de son arbre par le coulissement axial d'un manchon de synchronisation, appelé par la suite synchroniseur, réalisant une synchronisation de la vitesse du pignon libre, puis un crabotage de ce pignon engageant le rapport de vitesse. Les rapports de vitesse pris dans un ordre croissant qui procure une vitesse de plus en plus élevée du véhicule, dépendent alternativement de l'un et de l'autre des arbres primaires. En passant le couple progressivement d'un embrayage à l'autre, on assure une continuité de la transmission du couple moteur vers les roues motrices pendant les changements de rapports de vitesse.

Les commandes des embrayages et des rapports de vitesse, comprennent des actionneurs pilotés par un calculateur recevant des informations sur le fonctionnement du véhicule et sur les demandes du conducteur.

Un perfectionnement à ce type de boîte de vitesses est décrit dans le document WO-A1-2006/125876. Chaque arbre primaire peut entraîner un arbre secondaire suivant deux rapports de vitesse directs correspondant pour un premier arbre primaire au troisième et cinquième rapport de vitesse, et pour un deuxième arbre primaire au deuxième et quatrième rapport de vitesse. De plus au moins une liaison de transfert permet de relier les deux arbres primaires entre eux suivant un rapport de démultiplication défini, réalisant dans un sens une réduction de la vitesse du deuxième arbre primaire par rapport à celle du premier arbre primaire. En disposant en série la liaison de transfert avec un des rapports de vitesse du deuxième arbre primaire, on peut réaliser ainsi un nouveau rapport de vitesse comportant une démultiplication plus élevée. On peut aussi en disposant en série la liaison de transfert utilisée dans l'autre sens pour augmenter la vitesse du premier arbre primaire, réaliser avec un des rapports de vitesse de ce premier arbre primaire un nouveau rapport de vitesse comportant une démultiplication plus faible. Un problème posé par ce type de boîte de vitesses est que l'on utilise un synchroniseur pour l'engagement de chaque rapport de vitesse ou liaison de 20 transfert. Les synchroniseurs comportent un encombrement axial assez élevé, ce qui donne à la boîte de vitesses une longueur importante. Ils ont aussi un encombrement radial important. Pour aligner transversalement un synchroniseur avec un pignon ou un autre synchroniseur disposé sur un arbre 25 parallèle, on augmente de manière importante la distance entre les axes ce qui pose un problème notamment dans le cas où ces arbres sont reliés par deux pignons formant un engrenage. De plus, le poids d'un synchroniseur est important et son coût est élevé. Il est par ailleurs connu d'utiliser le synchroniseur d'engagement d'un 30 rapport de vitesse élevé dépendant d'un arbre primaire, pour freiner la vitesse de cet arbre primaire et préparer le passage vers un rapport de vitesse supérieur. Un problème qui se pose est que l'on peut avoir une différence de démultiplication importante entre ces deux rapports de vitesse, ce qui entraîne un frottement du synchroniseur avec une forte différence de vitesse, et donc une énergie dissipée et une usure importante. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de l'art antérieur, et de proposer une boîte de vitesses à double embrayage comportant des liaisons de transfert, comprenant un nombre réduit de synchroniseur qui travaillent avec un faible niveau d'énergie. Elle propose à cet effet une boîte de vitesses comportant un premier et un deuxième arbre primaire reliés chacun par un embrayage à un moteur, chaque arbre primaire pouvant être relié à la sortie de la boîte de vitesses par des rapports de vitesse, au moins une liaison de transfert engagée par un synchroniseur reliant les deux arbres primaires entre eux avec une réduction de la vitesse du deuxième arbre primaire par rapport à celle du premier arbre primaire, pour réaliser au moins un rapport de vitesse supplémentaire, caractérisée en ce que le synchroniseur de la liaison de transfert est utilisé de plus pour préparer l'engagement par un crabot d'un rapport de vitesse supérieur lié au deuxième arbre primaire, en synchronisant la vitesse de ce deuxième arbre primaire. Un avantage de la boîte de vitesses suivant l'invention est qu'en utilisant le synchroniseur de la liaison de transfert, ce synchroniseur travaille toujours avec une différence de vitesse qui est proche de celle nécessaire pour préparer l'engagement du rapport de vitesse supérieur, ce qui limite l'énergie dissipée par le frottement. La boîte de vitesses selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, la boîte de vitesses comporte un procédé de commande caractérisé en ce que la vitesse du deuxième arbre primaire est mesurée pour déterminer sa pente, et démarrer l'actionneur du crabot à un temps situé un peu avant le moment où la vitesse cible de synchronisation est atteinte. Suivant une autre caractéristique de l'invention, pour la descente vers un rapport de vitesse lié au deuxième arbre primaire, ce deuxième arbre primaire étant entraîné par le moteur, on desserre progressivement l'embrayage du premier arbre primaire pour augmenter la vitesse du moteur délivrant un couple positif, et on démarre l'actionneur du crabot à un temps situé un peu avant le moment où la vitesse cible de synchronisation est atteinte. Avantageusement, une mesure périodique de la durée réelle de la course d'engagement du crabot est effectuée pour mettre en mémoire cette durée et corriger le temps d'anticipation du démarrage de l'actionneur de ce crabot. Avantageusement, la boîte de vitesses comporte un rapport de marche arrière engagé par un synchroniseur, reliant les deux arbres primaires entre eux avec une inversion du sens de rotation de l'un par rapport à l'autre.

Avantageusement, pour l'engagement à partir du point mort d'un rapport de vitesse de marche avant comportant un crabot d'engagement, on entraîne par le moteur le premier et le deuxième arbre primaire, puis on utilise le synchroniseur du rapport de marche arrière pour freiner l'arbre primaire comportant le rapport à engager et amener sa vitesse à une vitesse cible dépendant de la vitesse du véhicule. Selon une disposition particulière, le premier arbre primaire est relié à un arbre de sortie axialement aligné pour réaliser par une prise directe un rapport de vitesses. Avantageusement, la boîte de vitesses comprend un arbre de transfert porté par un arbre auxiliaire comportant des pignons de différents rapports de vitesse, un couple de pignon reliant en permanence un arbre primaire à l'arbre de transfert pour réaliser la liaison de transfert, servant aussi pour réaliser un rapport de vitesse reliant cet arbre primaire à l'arbre auxiliaire. La boîte de vitesses peut comprendre un couple de pignon qui peut relier un arbre primaire alternativement à l'arbre auxiliaire pour réaliser un rapport de vitesse, ou à l'arbre de transfert pour réaliser un autre rapport de vitesse. Ces deux rapports de vitesse peuvent être engagés par un même crabot double qui se trouve axialement entre le pignon libre du couple de pignon, et l'arbre de transfert.

Selon une autre disposition particulière, la boîte de vitesses comporte deux arbres auxiliaires latéralement décalés. La boîte de vitesses peut comporter un pignon commun pour réaliser d'une part un pignon libre d'inversion de sens de marche pour un rapport de marche arrière, et d'autre part un rapport de vitesse reliant un arbre primaire à un arbre auxiliaire. Avantageusement, les arbres primaires sont maintenus dans le carter de la boîte de vitesses seulement par deux paliers situés axialement à l'extérieur 5 de l'ensemble des pignons. La boîte de vitesses peut comporter un crabot porté par un arbre, transversalement aligné sur un pignon porté par un des autres arbres. Selon une disposition particulière, une machine électrique est axialement disposée entre la boîte de vitesses et le moteur thermique du groupe 10 motopropulseur. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-après donnée à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : 15 - la figure 1 est un schéma d'une boîte à neuf rapports de vitesse suivant l'invention, comportant un arbre de sortie aligné sur l'arbre d'entrée et une liaison de transfert ; - la figure 2 est un tableau présentant un mode de fonctionnement de cette boîte de vitesses ; 20 - la figure 3 est un diagramme présentant un processus de montée vers un rapport de vitesse supérieur, utilisant le synchroniseur de la liaison de transfert ; - la figure 4 est un diagramme présentant un processus de descente vers un rapport de vitesse inférieur ; 25 - la figure 5 est un diagramme présentant la synchronisation du deuxième rapport de vitesse avec le synchroniseur du rapport de marche arrière ; - la figure 6 est un schéma d'une boîte à neuf rapports de vitesse suivant l'invention, comportant deux liaisons de transfert ; et 30 - la figure 7 est un schéma d'une boîte à neuf rapports de vitesse suivant l'invention, comportant une liaison de transfert et deux arbres auxiliaires. La figure 1 représente une boîte de vitesses 1 recevant le mouvement d'une motorisation non représentée, entraînant deux embrayages Cl, C2 disposés suivant un même axe. Le premier embrayage Cl disposé axialement du côté du moteur ou côté avant, est lié à un premier arbre primaire intérieur 2, et le deuxième embrayage C2 disposé axialement du côté opposé au moteur ou côté arrière, est lié à un deuxième arbre primaire extérieur 4 comportant un creux longitudinal traversé par le premier arbre primaire.

Un arbre de sortie 60 est axialement aligné sur le premier arbre primaire 2. Un arbre auxiliaire 62 disposé parallèlement aux arbres primaires 2, 4, est relié en permanence à l'arbre de sortie 60 par un couple de pignons fixes de sortie 64, 66. Un arbre de transfert 16 comporte un creux longitudinal traversé par l'arbre auxiliaire 62 qui le supporte.

Sur le deuxième arbre primaire 4 on trouve successivement en partant du côté avant, des pignons fixes 10 du deuxième rapport de vitesse II, 20 du quatrième rapport de vitesse IV, et 24 utilisé alternativement pour le sixième VI ou le huitième VIII rapport de vitesse. On trouve enfin des pignons libres 50 du rapport de marche arrière R puis 56 de la liaison de transfert T, avec un synchroniseur double 58 placé axialement entre les deux pour synchroniser l'un ou l'autre de ces pignons. Sur le premier arbre primaire 2 on trouve successivement après le deuxième arbre primaire 4, des pignons fixes 40 du cinquième V et 44 du septième VII rapport de vitesse, avec un palier de centrage 52 du premier arbre primaire 2 intercalé entre les deux. On trouve enfin un synchroniseur simple 50 qui permet de lier le premier arbre primaire 2 à l'arbre de sortie 60 pour réaliser un septième rapport de vitesse VII appelé prise directe. Sur l'arbre auxiliaire 62 on trouve en partant du côté avant, des pignons libres 12 du deuxième II et 22 du quatrième IV rapport de vitesse, avec un crabot double 14 placé axialement entre les deux pour craboter sur l'arbre auxiliaire 62 l'un ou l'autre de ces pignons. On trouve ensuite le pignon libre 26 du sixième VI ou huitième VIII rapport de vitesse, puis un crabot double 28 qui permet de craboter ce pignon libre alternativement sur l'arbre auxiliaire 62, ou sur l'arbre de transfert 16 placé du côté arrière, pour réaliser respectivement le sixième VI ou le huitième VIII rapport de vitesse. On notera que l'entraînement du manchon du crabot 28 ne se fait pas comme habituellement par l'arbre qui se trouve radialement à l'intérieur, mais par un côté comportant des cannelures coulissantes reliées au pignon libre 26, qui entourent radialement des dents de crabotage. On trouve ensuite sur l'arbre de transfert 16 un pignon fixe 32 qui engrène avec un pignon libre 52 disposé sur un arbre parallèle, engrenant lui- même avec le pignon libre 50 du rapport de marche arrière R. On trouve enfin un pignon fixe 54 de la liaison de transfert T, et un pignon fixe 42 qui engrène avec le pignon fixe 40 du premier arbre primaire 2, pour relier en permanence l'arbre de transfert 16 et ce premier arbre primaire. On trouve ensuite à nouveau sur l'arbre auxiliaire 62, un synchroniseur double 48 pour synchroniser l'arbre de transfert 16 et donc son pignon fixe 42 utilisé aussi pour le cinquième rapport de vitesse V, avec l'arbre auxiliaire 62, ce qui engage ce cinquième rapport de vitesse, ou pour synchroniser un pignon libre 46 du troisième rapport de vitesse III placé du côté arrière. On trouve enfin le pignon fixe de sortie 64.

On notera qu'un couple de pignon commun 40, 42 sert à la fois pour l'entraînement de l'arbre de transfert 16, et pour le cinquième rapport de vitesse V. En variante, on peut disposer sur l'arbre auxiliaire 62 un synchroniseur simple 48 qui engage uniquement le cinquième rapport de vitesse V, et sur le premier arbre primaire 2, un pignon libre du troisième rapport de vitesse III placé en arrière du palier 52, qui est engagé par un synchroniseur double 50 engageant par ailleurs le septième rapport de vitesse VII. Les sept rapports de vitesse directs notés successivement II à VIII, réalisent dans l'ordre une augmentation de plus en plus grande de la vitesse de l'arbre de sortie 60. Le fonctionnement de la boîte de vitesses 1 est présenté par le tableau de la figure 2. La première colonne 100 présente le numéro d'ordre du rapport de vitesse, la deuxième colonne 102 l'engagement du premier embrayage Cl, la troisième colonne 104 l'engagement du deuxième embrayage C2, et la quatrième colonne 106 les rapports engagés. Les traits inclinés représentent les passages de vitesse maintenant un couple moteur sur les roues motrices du véhicule. Pour le premier rapport de vitesse, on engage simultanément la liaison de transfert T et le deuxième rapport de vitesse II, et on ferme le premier embrayage Cl. On réalise en partant du premier arbre primaire 2 une première réduction de la vitesse du deuxième arbre primaire 4 en passant par la liaison de transfert T, comprenant le premier couple de pignon 40, 42 entraînant l'arbre de transfert 16, puis le deuxième couple de pignon 54, 56.

On réalise ensuite avec une deuxième démultiplication constituée par le rapport de vitesse II, l'entraînement de l'arbre de sortie 60. Pour le passage du deuxième rapport de vitesse II, on bascule progressivement le couple moteur du premier embrayage Cl au deuxième embrayage C2 en maintenant un couple moteur sur les roues motrices du véhicule. On réalise ensuite successivement des passages jusqu'au huitième rapport de vitesse VIII, en engageant le rapport suivant, puis en basculant le couple moteur d'un embrayage à l'autre. Le huitième rapport de vitesse VIII utilise aussi une liaison de transfert du deuxième arbre primaire 4 vers le premier arbre primaire 2, en passant par le couple de pignon 24, 26 du sixième rapport de vitesse VI, puis le couple de pignon 42, 40 du cinquième rapport de vitesse V, la prise directe du septième rapport de vitesse VII restant engagée. Cette disposition avantageuse ne nécessite pas un couple de pignon spécifique pour le huitième rapport VIII. Elle procure aussi un écart de vitesse égal entre d'une part les cinquième V et sixième VI rapports de vitesse, et d'autre part les septième VII et huitième VIII rapports de vitesse, ce qui est intéressant pour ces derniers rapports nécessitant des écarts sensiblement constants. Pour le passage du neuvième rapport de vitesse IX à partir du septième VII, on laisse engagée la prise directe de ce septième rapport, on engage la liaison de transfert T et on bascule le couple moteur de l'embrayage Cl vers l'embrayage C2 pour utiliser la liaison de transfert T en multiplication de vitesse. On peut aussi réaliser un passage direct du huitième VIII au neuvième IX rapport de vitesse avec un faible couple moteur positif ou négatif, ce passage étant peu ressenti par le conducteur avec ces rapports de vitesse procurant une forte multiplication et délivrant un faible couple sur les roues motrices.

On peut réaliser très rapidement une descente directe de deux rapports du neuvième IX au septième VII rapports de vitesse, pour obtenir rapidement une forte accélération du véhicule. Tous les rapports de vitesse du deuxième II au neuvième IX, utilisent seulement deux engrenages, hormis le septième VII de prise directe, et comportent un bon rendement. La figure 3 détaille une montée à partir d'un rapport N vers un rapport supérieur N+1 lié au deuxième arbre primaire 4, qui peut être le quatrième IV, le sixième VI ou le huitième VIII rapport de vitesse. Le diagramme a pour abscisse le temps, et pour ordonné la vitesse du deuxième arbre primaire 4 et de son embrayage C2. Au temps 110, on actionne le synchroniseur 58 de la liaison de transfert T qui constitue une synchronisation centralisée, pour réduire la vitesse du deuxième arbre primaire 4 en partant de celle notée N correspondant à celle du moteur, vers la vitesse cible notée N+1 atteinte au temps 114 et correspondant au rapport suivant. En variante, la vitesse de départ du deuxième arbre primaire 4 pourrait ne pas être celle du moteur. L'écart de vitesse donné par la liaison de transfert T correspondant à celui entre le premier I et le deuxième II rapport de vitesse, est un peu supérieur aux écarts entre les rapports de vitesse suivants. La vitesse notée T correspondant à celle obtenue par une synchronisation complète de la liaison de transfert T, est légèrement inférieure à la vitesse cible N+1. La variation de vitesse du deuxième arbre primaire 4 dépendant de l'effort sur le synchroniseur 58 ajusté de manière continue, est mesurée en permanence par un capteur de vitesse pour connaître la pente réelle de cette vitesse et prévoir l'arrivée sur la vitesse cible N+1. On actionne avec anticipation au temps 112, situé un peu avant le temps 114 de la vitesse cible N+1, l'actionneur du crabot 14, 28 de manière à ce que connaissant le temps de réaction de cet actionneur et la pente de la vitesse, le crabotage final du rapport N+1 se fasse au temps 114 avec un écart des vitesses de rotation très réduit pour limiter les chocs et les bruits.

On peut si nécessaire un peu avant le temps 114, diminuer l'effort de synchronisation pour réduire la pente de la vitesse, et disposer d'un temps plus long pour effectuer le crabotage final avec un même écart de vitesse. Enfin après l'engagement du rapport N+1, on passe progressivement le couple de l'embrayage Cl à l'embrayage C2 pour finir le changement de vitesse au temps 116. Le contrôle de l'actionneur du crabot 14, 28 est simple, il peut fonctionner avec seulement un capteur de fin de course déterminant le départ et l'arrivé de cette course. II ne nécessite pas comme pour un synchroniseur, un contrôle permanent de sa position et de son effort. Le calculateur de contrôle de la transmission comprend des données en mémoire pour en fonction des conditions de fonctionnement de la boîte de vitesses, la température notamment, déterminer une valeur du temps de réaction de l'actionneur. Cette valeur peut être mise à jour périodiquement par apprentissage en mesurant le temps réel, pour tenir compte par exemple d'une usure modifiant le temps de réaction. L'énergie dissipée par le synchroniseur pour cette montée de rapport, correspondant au produit du couple par la vitesse, est représentée par la zone hachurée 118. Cette énergie reste limitée grâce à l'écart relativement faible entre la vitesse cible N+1 et la vitesse T qui pourrait être obtenue avec une synchronisation complète de la liaison de transfert T. Le contrôle du fonctionnement du synchroniseur de la liaison de transfert T peut se faire par trois mesures indépendantes, la vitesse du deuxième arbre primaire 4, la position et l'effort de son actionneur. En comparant ces valeurs, on peut détecter une défaillance et établir un fonctionnement en mode dégradé. La figure 4 détaille pour un moteur délivrant un couple positif, une descente à partir d'un rapport N vers un rapport inférieur N-1 lié au deuxième arbre primaire 4, qui peut être le deuxième Il, le quatrième IV ou le sixième VI rapport de vitesse. L'embrayage C2 transmettant au moins un léger couple pour entraîner le deuxième arbre primaire 4, au temps 120 on desserre progressivement l'embrayage Cl pour le laisser glisser et augmenter la vitesse du moteur ainsi que celle du deuxième arbre primaire 4. On peut aussi suivant la demande du conducteur, augmenter le couple délivré par le moteur pour obtenir une accélération plus forte des arbres primaires. On notera que le processus de descente de rapport de vitesse peut démarrer instantanément, sans synchronisation préalable de la vitesse d'un arbre primaire, ce qui donne une bonne réactivité à la transmission. On actionne aussi avec anticipation au temps 122, un peu avant le temps 124 correspondant à la vitesse cible N-1, l'actionneur du crabot 14, 28 de manière à ce que le crabotage final du rapport N-1 se fasse au temps 124 avec un écart des vitesses de rotation très réduit.

Enfin après l'engagement du rapport N-1, on passe progressivement le couple de l'embrayage Cl à l'embrayage C2 pour finir le changement de vitesse au point 126. On peut descendre ainsi un ou trois rapports de vitesse, le choix pour ce nombre de rapport à descendre pouvant se faire pendant la durée entre les temps 120 et 122, suivant l'évolution des conditions, particulièrement la demande du conducteur. On notera que ces descentes de rapports de vitesse se font sans utiliser de synchroniseur ce qui est intéressant comparé aux transmissions conventionnelles, qui notamment dans le cas d'une demande pour une forte accélération du véhicule, et en particulier pour une descente de trois rapports en un seul passage, génèrent une forte énergie sur le synchroniseur. L'engagement d'un rapport de vitesse à partir du point mort est présenté figure 5, l'axe des ordonnés représentant la vitesse du deuxième arbre primaire 4.

Le véhicule peut suivant la pente où il se trouve posséder une légère vitesse en marche avant ou en marche arrière. II faut dans tous les cas garantir l'engagement du deuxième rapport de vitesse Il par son crabot 14, alors que le moteur tourne au ralenti, par exemple à 800 trs/mn, et que l'arbre auxiliaire 62 est à l'arrêt ou possède une petite vitesse dans un sens ou dans l'autre. Dans ce cas on entraîne le premier arbre primaire 2 par l'embrayage Cl, et on réalise un léger serrage de l'embrayage C2 pour entraîner le deuxième arbre primaire 4 dans le sens du moteur ou sens avant. Puis on utilise le synchroniseur 58 du rapport de marche arrière R, réalisant aussi une synchronisation centralisée, pour freiner ce deuxième arbre primaire 4 et le faire passer successivement d'une petite vitesse de marche avant notée Idle , à une petite vitesse de marche arrière notée Reverse , en passant par une vitesse nulle 132.

Au passage de la vitesse cible attendue, positive 130, nulle 132 ou négative 134, le crabotage du deuxième rapport de vitesse Il est effectué sans choc. Si la vitesse du véhicule est trop importante et que la vitesse cible positive ou négative dépasse la plage de vitesse du deuxième arbre primaire 4 qui peut être balayée avec le moteur au ralenti, on accélère le moteur pour obtenir une plage plus large, comme indiqué par les flèches 136. Ensuite en actionnant le synchroniseur 58, le rapport de marche arrière R est engagé pour partir vers l'arrière, ou la liaison de transfert T est engagée pour partir vers l'avant sur le premier rapport de vitesse I. On peut aussi ne pas engager de liaison de transfert et partir directement sur le deuxième rapport de vitesse Il. On notera qu'un actionneur de crabot demande moins d'effort que celui d'un synchroniseur, et peut fonctionner avec un contrôle plus simple. De plus ne comportant pas de cône de frottement, son encombrement est réduit, et son coût est nettement inférieur. On peut en remplaçant des synchroniseurs par des crabots, réaliser une boîte de vitesses plus compacte, d'un poids réduit et moins chère. La figure 6 présente une évolution 201 de la boîte de vitesses présentée figure 1, comportant une deuxième liaison de transfert T2 qui conserve le même sens de rotation que celui de la liaison de transfert T, mais réalise une diminution de la vitesse du premier arbre primaire 2 par rapport à celle du deuxième arbre primaire 4. Le rapport de cette deuxième liaison de transfert T2 est au moins égal à l'écart entre le deuxième Il et le troisième III rapport de vitesse.

Tous les rapports de vitesse du deuxième Il au huitième VIII rapport, sont engagés par des crabots. La deuxième liaison de transfert T2 est placée du côté avant du rapport de marche arrière R. Elle comporte un arbre intermédiaire 206 qui d'un côté peut être engagé sur le deuxième arbre primaire 4 par le synchroniseur 58, et d'un autre côté est lié à un crabot double 204. Ce crabot double 204 permet d'engager alternativement sur cet arbre intermédiaire 206, le pignon libre 50 du rapport de marche arrière R, ou un pignon libre 200 de la deuxième liaison de transfert T2, qui engrène avec un pignon fixe 202 de l'arbre de transfert 16.

Pour l'engagement du rapport de marche arrière R, ou l'utilisation de son synchroniseur 58 pour préparer l'engagement du deuxième rapport de vitesse II, le crabot 204 est engagé sur le pignon libre 50 du rapport de marche arrière R. Pour tous les autres passages de rapport de vitesse, le crabot 204 reste engagé sur la deuxième liaison de transfert T2, et le synchroniseur 58 est prêt à fonctionner pour une synchronisation centralisée en utilisant une des liaisons de transfert T ou T2. La deuxième liaison de transfert T2 sert pour monter vers le troisième III, cinquième V ou septième VII rapport de vitesse du premier arbre primaire 2, en freinant sa vitesse de rotation.

De plus avec une utilisation en série de la deuxième liaison de transfert T2 et de différents rapports de vitesse directs, on peut obtenir des rapports de vitesse supplémentaires. La figure 7 présente une évolution 301 de la boîte de vitesses présentée figure 1, comportant un deuxième arbre auxiliaire 300 disposé parallèlement aux autres arbres, qui est relié en permanence à l'arbre de sortie 60 par un pignon fixe 302 engrenant avec le pignon fixe 66 de cet arbre de sortie. Le premier arbre auxiliaire 62 supporte successivement en partant du côté avant, le pignon libre 26 du sixième VI et huitième VIII rapport de vitesse, engrenant avec le pignon fixe 24 du deuxième arbre primaire 4, puis le crabot double 28 qui permet de craboter ce pignon libre pour réaliser ce sixième ou huitième rapport de vitesse. On trouve ensuite un pignon libre 312 engrenant avec un pignon fixe 310 du deuxième arbre primaire 4 pour la liaison de transfert T, et un pignon libre 314 du rapport de marche arrière R, avec un synchroniseur double 58 placé axialement entre les deux pour synchroniser l'un ou l'autre de ces pignons libres avec l'arbre de transfert 16 porté par le premier arbre auxiliaire 62. On trouve ensuite le pignon 42 fixé sur l'arbre de transfert 16, qui engrène avec le pignon fixe 40 du premier arbre primaire 2 pour relier en permanence ces deux arbres. On trouve enfin un synchroniseur simple 348 pour synchroniser l'arbre de transfert 16 avec le premier arbre auxiliaire 62, et réaliser le cinquième rapport de vitesse V en utilisant les pignons 40, 42. Le deuxième arbre auxiliaire 300 supporte successivement en partant du côté avant, le pignon libre 12 du deuxième rapport de vitesse Il placé axialement entre celui 24 du sixième rapport de vitesse VI et celui 310 de la liaison de transfert T, et le pignon libre 22 du quatrième IV rapport de vitesse, le crabot double 14 étant placé entre ces deux pignons libres pour engager ces rapports. On notera que le crabot double 28 du sixième VI et huitième VIII rapport de vitesse, se trouve transversalement aligné avec les pignons 10, 12 du deuxième rapport de vitesse. Il en est de même pour le crabot double 14 du deuxième Il et quatrième IV rapport de vitesse, transversalement aligné avec les pignons 310, 312 de la liaison de transfert T. Un crabot comportant à l'intérieur du manchon seulement des dents de crabotage, sans les cônes de frottement d'un synchroniseur possédant un diamètre plus important, peut se trouver transversalement aligné sur des pignons ou synchroniseur, sans augmenter la distance entre ces axes, ce qui permet de dessiner une boîte de vitesses compacte comportant une longueur axiale réduite.

On notera aussi que le pignon libre 22 engrenant à la fois avec le pignon fixe 20 du quatrième rapport de vitesse IV et le pignon libre 314 du rapport de marche arrière R, sert de pignon libre intermédiaire pour ce rapport de marche arrière. On trouve ensuite un pignon fixe 322 qui engrène avec un pignon libre 320 du troisième rapport de vitesse III porté par le premier arbre primaire 2, et le pignon de sortie 302. Le pignon libre 320 est engagé par un synchroniseur double 350 se trouvant du côté arrière, qui réalise aussi le septième rapport de vitesse VII de pise directe en liant le premier arbre primaire 2 avec l'arbre de sortie 60.

La boîte de vitesses 301 peut être axialement très courte, les différents rapports de vitesse se répartissant sur les deux arbres auxiliaires 62, 300. On notera que le pignon libre 320 du troisième rapport de vitesse III, qui a un diamètre relativement réduit, peut être avantageusement transversalement aligné sur le synchroniseur simple 348. Ces dispositions permettent de réduire la longueur de la boîte de vitesses. On notera aussi qu'à l'inverse des boîtes de vitesses précédentes 1, 201, cette boîte de vitesses 301 ne comporte pas de palier de centrage 52 du premier arbre primaire 2. Les arbres primaires 2, 4 sont maintenus dans le carter de la boîte de vitesses seulement par deux paliers situés axialement à l'extérieur de l'ensemble des pignons, la longueur réduite de cette boîte de vitesses 301 permettant de se passer d'un palier intermédiaire tout en gardant une flexion limitée des arbres.

Cette boîte de vitesses 301 est particulièrement adaptée pour un groupe motopropulseur comportant axialement entre le moteur et la boîte de vitesses, une machine électrique pour réaliser une motorisation hybride. En variante on pourrait pour les boîtes de vitesses 1, 201, 301, réaliser une version plus économique en retirant deux rapports de vitesse inférieurs à la prise directe, pour proposer en tout sept rapports de vitesse avec le cinquième rapport de vitesse correspondant à la prise directe. L'invention peut convenir pour un moteur disposé dans le véhicule transversalement ou longitudinalement. Elle peut notamment se combiner avantageusement avec les boîtes de vitesses décrites dans le document FR- A1-0802562.

Claims

REVENDICATIONS1 - Boîte de vitesses comportant un premier (2) et un deuxième (4) arbre primaire reliés chacun par un embrayage (Cl, C2) à un moteur, chaque arbre primaire pouvant être relié à la sortie de la boîte de vitesses par des rapports de vitesse directs, au moins une liaison de transfert (T) engagée par un synchroniseur (58) reliant les deux arbres primaires entre eux avec une réduction de la vitesse du deuxième arbre primaire par rapport à celle du premier arbre primaire, pour réaliser au moins un rapport de vitesse supplémentaire, caractérisée en ce que le synchroniseur (58) de la liaison de transfert (T) est utilisé de plus pour préparer l'engagement par un crabot (14, 28) d'un rapport de vitesse supérieur lié au deuxième arbre primaire (4), en synchronisant la vitesse de ce deuxième arbre primaire. 2 û Procédé de commande pour une boîte de vitesses suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse du deuxième arbre primaire (4) est mesurée pour déterminer sa pente, et démarrer l'actionneur du crabot (14, 28) à un temps (112) situé un peu avant le moment (114) où la vitesse cible de synchronisation (N+1) est atteinte. 3 - Procédé de commande pour une boîte de vitesses suivant la revendication 1, caractérisé en ce que pour la descente vers un rapport de vitesse lié au deuxième arbre primaire (4), ce deuxième arbre primaire étant entraîné par le moteur, on desserre progressivement l'embrayage (Cl) du premier arbre primaire (2) pour augmenter la vitesse du moteur délivrant un couple positif, et on démarre l'actionneur du crabot (14, 28) à un temps (122) situé un peu avant le moment (124) où la vitesse cible de synchronisation (N-1) est atteinte. 4 - Procédé de commande d'une boîte de vitesses suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une mesure périodique de la durée réelle de la course d'engagement du crabot (14, 28) est effectuée, pour mettre en mémoire cette durée et corriger le temps d'anticipation (112, 122) du démarrage de l'actionneur de ce crabot. 5 û Boîte de vitesses suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un rapport de marche arrière (R) engagé par unsynchroniseur (58), reliant les deux arbres primaires (2, 4) entre eux avec une inversion du sens de rotation de l'un par rapport à l'autre. 6 - Procédé de commande pour une boîte de vitesses suivant la revendication 5, caractérisé en ce que pour l'engagement à partir du point mort d'un rapport de vitesse de marche avant (II) comportant un crabot d'engagement, on entraîne par le moteur le premier (2) et le deuxième (4) arbre primaire, puis on utilise le synchroniseur (58) du rapport de marche arrière (R) pour freiner l'arbre primaire (4) comportant le rapport à engager (Il), et amener sa vitesse à une vitesse cible (130, 132, 134) dépendant de la vitesse du véhicule. 7 - Boîte de vitesses suivant la revendication 1 ou 5, caractérisée en ce que le premier arbre primaire (2) peut être relié à un arbre de sortie (60) axialement aligné pour réaliser par une prise directe un rapport de vitesses supplémentaire (VII). 8 - Boîte de vitesses suivant l'une des revendications 1, 5 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend un arbre de transfert (16) porté par un arbre auxiliaire (62) comportant des pignons de différents rapports de vitesse, un couple de pignon (40, 42) reliant en permanence un arbre primaire (2) à l'arbre de transfert pour réaliser la liaison de transfert (T), servant aussi pour réaliser un rapport de vitesse (V) reliant cet arbre primaire (2) à l'arbre auxiliaire (16). 9 - Boîte de vitesses suivant la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend un couple de pignon (24, 26) qui peut relier un arbre primaire (4) alternativement à l'arbre auxiliaire (62) pour réaliser un rapport de vitesse (VI), ou à l'arbre de transfert (16) pour réaliser un autre rapport de vitesse (VIII). 10 - Boîte de vitesses suivant la revendication 9, caractérisée en ce que ces deux rapports de vitesse (VI, VIII) sont engagés par un même crabot double (28) qui se trouve axialement entre le pignon libre (26) du couple de pignon, et l'arbre de transfert (16). 11 - Boîte de vitesses suivant l'une des revendications 1, 5 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte deux arbres auxiliaires (62, 300), latéralement décalés. 12 - Boîte de vitesses suivant la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comporte un pignon commun (22) pour réaliser d'une part un pignonlibre d'inversion de sens de marche pour un rapport de marche arrière (R), et d'autre part un rapport de vitesse (IV) reliant un arbre primaire (4) à un arbre auxiliaire (300). 13 û Boîte de vitesses suivant l'une des revendications 1, 5 à 12, caractérisée en ce que les arbres primaires (2, 4) sont maintenus dans le carter de la boîte de vitesses, seulement par deux paliers situés axialement à l'extérieur de l'ensemble des pignons. 14 - Boîte de vitesses suivant l'une des revendications 1, 5 à 13, caractérisée en ce qu'elle comporte un crabot (14, 28) porté par un arbre (62, 300), transversalement aligné sur un pignon (10, 12, 310, 312) porté par un des autres arbres. - Boîte de vitesses suivant l'une des revendications 1, 5 à 14, caractérisée en ce qu'une machine électrique est axialement disposée entre elle et le moteur thermique du groupe motopropulseur.