FR3027993A1 - DEVICE FOR MONITORING SHIFT CHANGES OF A GEARBOX INDUCED BY A SPEED LEVER, WITH EFFORT COMPENSATION - Google Patents
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Abstract
Un dispositif (D) contrôle les changements de rapport d'une boîte de vitesses et comprend une pièce de couplage (PC) couplée à un axe de commande (AC) et définissant une masse d'inertie, une pièce de support (PS) munie d'un axe de support (AS) portant une pièce de renvoi (PR) propre à translater verticalement la pièce de couplage (PC), un premier moyen de commande (MC1) propre à entraîner en rotation la pièce de renvoi (PR) lorsqu'un levier de vitesse subit un actionnement d'un premier type, et des moyens de compensation (MCP) aidant la pièce de renvoi (PR) à translater la pièce de couplage (PC) vers le haut afin que l'effort à fournir au levier de vitesse lors d'un actionnement du premier type soit sensiblement constant quel que soit le sens de translation de la pièce de couplage (PC) lors d'un changement de rapport.A device (D) controls the shifts of a gearbox and comprises a coupling piece (PC) coupled to a control shaft (AC) and defining a mass of inertia, a support piece (PS) provided with a support pin (AS) carrying a return piece (PR) capable of vertically translating the coupling piece (PC), a first control means (MC1) capable of rotating the return piece (PR) when a gear lever is actuated by a first type, and compensation means (MCP) assisting the deflection piece (PR) to translate the coupling piece (PC) upwards so that the force to be supplied to the gear lever during an actuation of the first type is substantially constant whatever the direction of translation of the coupling piece (PC) during a gear change.
Description
DISPOSITIF DE CONTRÔLE DES CHANGEMENTS DE RAPPORT D'UNE BOÎTE DE VITESSES INDUITS PAR UN LEVIER DE VITESSE, À COMPENSATION D'EFFORT L'invention concerne les dispositifs destinés à contrôler les changements de rapport d'une boîte de vitesses manuelle, induits par un levier de vitesse. Dans certains domaines techniques, comme par exemple dans celui la des véhicules, éventuellement automobiles, les changements de rapport de la boîte de vitesses manuelle sont contrôlés par un dispositif de contrôle qui est couplé à un levier de vitesse (actionné par le conducteur). Plus précisément, ce type de dispositif de contrôle comprend généralement une pièce de couplage, une pièce de renvoi, une 15 pièce de support et des premier et second moyens de commande. La pièce de couplage est couplée à un axe de commande de la boîte de vitesses et définit une masse d'inertie destinée à l'agrément du conducteur lors des changements de rapport. La pièce de support est munie d'un axe sur lequel est montée à rotation une pièce de renvoi qui est propre à translater 20 sensiblement verticalement la pièce de couplage. Le premier moyen de commande est propre à entraîner en rotation la pièce de renvoi lorsque le levier de vitesse subit un actionnement d'un premier type pour sélectionner un rapport. Le second moyen de commande est propre à entraîner en rotation la pièce de couplage lorsque le levier de vitesse subit un actionnement d'un 25 second type pour induire effectivement le changement (ou passage) de rapport. En raison du couplage de la masse d'inertie à l'axe de commande de la boîte de vitesses, l'effort que le conducteur doit exercer sur le levier de vitesse pour déclencher un changement de rapport impliquant une translation 30 de l'axe de commande vers le haut est plus important que celui qu'il doit exercer pour déclencher un changement de rapport impliquant une translation de l'axe de commande vers le bas. Cette dissymétrie d'effort s'avère relativement perturbante pour le conducteur du fait qu'il n'en connaît pas, a priori, la raison. Afin de réduire cette dissymétrie, il est possible de réaliser une compensation du poids de la masse d'inertie à l'intérieur de la boîte de vitesses. Mais cette réduction induit des contraintes techniques qui limitent son effet ou la rendent impossible à mettre en oeuvre dans des boîtes de vitesses très encombrées et/ou exiguës. L'invention a notamment pour but d'améliorer la situation, notamment dans le domaine des véhicules.The invention relates to devices intended to control the gear changes of a manual gearbox, induced by a lever. The invention relates to devices for controlling the gear changes of a manual gearbox, induced by a lever. of speed. In certain technical fields, such as in the case of vehicles, possibly automobiles, the gear changes of the manual gearbox are controlled by a control device which is coupled to a gear lever (actuated by the driver). More specifically, this type of control device generally comprises a coupling part, a return piece, a support piece and first and second control means. The coupling piece is coupled to a control shaft of the gearbox and defines a mass of inertia for the approval of the driver during gear changes. The support piece is provided with an axis on which is rotatably mounted a return piece which is adapted to translate substantially vertically the coupling piece. The first control means is adapted to rotate the return piece when the shift lever is actuated of a first type to select a gear. The second control means is adapted to rotate the coupling member when the speed lever is actuated of a second type to effectively induce the ratio change (or passage). Due to the coupling of the mass of inertia to the control shaft of the gearbox, the effort that the driver must exert on the gear lever to trigger a gear change involving a translation 30 of the gear axis. upward control is more important than the one it must exert to trigger a gear change involving a translation of the control shaft down. This asymmetry of effort is relatively disturbing for the driver because he does not know, a priori, the reason. In order to reduce this asymmetry, it is possible to make a compensation of the weight of the mass of inertia inside the gearbox. But this reduction induces technical constraints which limit its effect or make it impossible to implement in very congested and / or cramped gearboxes. The invention is in particular to improve the situation, particularly in the field of vehicles.
Elle propose donc, notamment, un dispositif destiné à contrôler les changements de rapport d'une boîte de vitesses manuelle résultant d'une action sur un levier de vitesse, et comprenant : - une pièce de couplage propre à être couplée à un axe de commande de la boîte de vitesses et définissant une masse d'inertie, - une pièce de support munie d'un axe de support sur lequel est montée à rotation une pièce de renvoi propre à translater la pièce de couplage suivant une direction sensiblement verticale, et - un premier moyen de commande, propre à entraîner en rotation la pièce de renvoi lorsque le levier de vitesse subit un actionnement d'un premier type.It therefore proposes, in particular, a device for controlling the gear changes of a manual gearbox resulting from an action on a gear lever, and comprising: a coupling part adapted to be coupled to a control shaft of the gearbox and defining a mass of inertia, - a support piece provided with a support shaft on which is mounted rotatably a return part adapted to translate the coupling part in a substantially vertical direction, and - first control means adapted to rotate the return piece when the gear lever is actuated of a first type.
Ce dispositif se caractérise par le fait qu'il comprend également des moyens de compensation qui sont agencés pour aider la pièce de renvoi à translater la pièce de couplage vers le haut par rapport à la direction verticale afin que l'effort à fournir au levier de vitesse lors d'un actionnement du premier type soit sensiblement constant quel que soit le sens de translation de la pièce de couplage lors d'un changement de rapport. Grâce à l'invention, l'aide permet de réduire virtuellement le poids de la masse d'inertie, et donc l'effort que le conducteur doit exercer sur le levier de vitesse pour déclencher un changement de rapport impliquant une translation de l'axe de commande vers le haut devient sensiblement égal à celui qu'il doit exercer pour déclencher un changement de rapport impliquant une translation de l'axe de commande vers le bas. Le dispositif selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses moyens de compensation peuvent être des moyens de rappel couplés à la pièce de renvoi ; > les moyens de rappel peuvent être agencés sous la forme d'un ressort enroulé autour de l'axe de support et comprenant une première extrémité solidarisée fixement à la pièce de support et une seconde extrémité solidarisée fixement à la pièce de renvoi ; > en variante les moyens de rappel peuvent être agencés sous la forme d'une lame flexible montée sous contrainte pour favoriser spontanément 1 o une rotation dans un sens de la pièce de renvoi ; - son premier moyen de commande peut comprendre une gaine solidarisée fixement à la pièce de support, et un câble monté en translation dans cette gaine et comprenant une extrémité solidarisée à la pièce de renvoi ; il peut comprendre un second moyen de commande propre à entraîner en 15 rotation la pièce de couplage lorsque le levier de vitesse subit un actionnement d'un second type ; > le second moyen de commande peut comprendre une gaine solidarisée fixement à la pièce de support et un câble monté en translation dans cette gaine et comprenant une extrémité solidarisée à la pièce de 20 couplage. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant une boîte de vitesses manuelle comportant un axe de commande propre à changer des rapports et actionnable par un levier de vitesse, et un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant et 25 couplant le levier de vitesse à l'axe de commande. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et du dessin annexé (obtenu en CAO/DAO, d'où le caractère apparemment discontinu de certaines lignes et les niveaux de gris), sur lequel l'unique figure illustre schématiquement, dans 30 une vue en perspective, un exemple de réalisation d'un dispositif de contrôle selon l'invention avant qu'il ne soit couplé à un levier de vitesse et à une boîte de vitesses.This device is characterized in that it also comprises compensating means which are arranged to help the return piece to translate the coupling part upwards with respect to the vertical direction so that the force to be supplied to the lever of speed during an actuation of the first type is substantially constant regardless of the direction of translation of the coupling part during a gear change. Thanks to the invention, the aid makes it possible to reduce virtually the weight of the mass of inertia, and therefore the effort that the driver must exert on the gear lever to trigger a gear change involving a translation of the axis. upward control becomes substantially equal to that it must exert to trigger a change of ratio involving a translation of the control axis downwards. The device according to the invention may comprise other characteristics that can be taken separately or in combination, and in particular: its compensation means may be return means coupled to the return piece; > The return means may be arranged in the form of a spring wound around the support axis and comprising a first end securely fixed to the support member and a second end fixedly secured to the return piece; alternatively the return means can be arranged in the form of a flexible blade mounted under stress to spontaneously promote rotation in one direction of the return piece; its first control means may comprise a sheath secured to the support piece, and a cable mounted in translation in this sheath and comprising an end secured to the return piece; it may comprise a second control means capable of rotating the coupling part when the speed lever is actuated by a second type; the second control means may comprise a sheath secured to the support piece and a cable mounted in translation in this sheath and comprising an end secured to the coupling piece. The invention also proposes a vehicle, possibly of automobile type, and comprising a manual gearbox comprising a control shaft capable of changing gears and actuated by a gear lever, and a control device of the type of that presented hereinafter. before and 25 coupling the gear lever to the control shaft. Other features and advantages of the invention will appear on examining the detailed description below, and the accompanying drawing (obtained in CAD / DAO, hence the apparently discontinuous character of certain lines and gray levels). , in which the single figure schematically illustrates, in a perspective view, an exemplary embodiment of a control device according to the invention before it is coupled to a gear lever and a gearbox.
L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de contrôle D destiné à contrôler les changements de rapport d'une boîte de vitesses manuelle, induits par un levier de vitesse. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que la boîte de vitesses est destinée à équiper un véhicule automobile, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à cette application. Elle concerne en effet tout système comprenant une boîte de vitesses manuelle, et notamment les véhicules terrestres, les véhicules maritimes (ou fluviaux), les aéronefs, et les installations (éventuellement de type industriel).The invention aims in particular to provide a control device D for controlling gear changes of a manual gearbox, induced by a gear lever. In the following, we consider, by way of non-limiting example, that the gearbox is intended to equip a motor vehicle, such as a car. But the invention is not limited to this application. It concerns indeed any system comprising a manual gearbox, including land vehicles, marine vehicles (or fluvial), aircraft, and facilities (possibly industrial type).
On a schématiquement représenté sur l'unique figure un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif de contrôle D selon l'invention. Comme illustré un dispositif de contrôle D, selon l'invention, comprend au moins une pièce de couplage PC, une pièce de support PS, une pièce de renvoi PR, un premier moyen de commande MC1, et des moyens de compensation MCP, ainsi qu'un éventuel second moyen de commande MC2. La pièce de couplage PC est propre à être couplée à un axe de commande AC de la boîte de vitesses et définit une masse d'inertie MI. Cet axe de commande AC (très partiellement représenté) est chargé de provoquer effectivement chaque changement de rapport au sein de la boîte de vitesses lorsqu'il est translaté suivant une direction sensiblement verticale, vers le haut ou vers le bas (double flèche F3 - pendant une phase de sélection de rapport), et entraîné en rotation autour de son axe de rotation AR (double flèche F5 - pendant une phase de passage de rapport). Comme illustré, la pièce de couplage PC peut comprendre une partie centrale solidarisée fixement à l'axe de commande AC, une première partie latérale solidarisée fixement à la partie centrale et comprenant la masse d'inertie MI qui est destinée à l'agrément du conducteur lors des changements de rapport et une seconde partie latérale solidarisée fixement à la partie centrale, à l'opposé de la première partie latérale, et à laquelle est solidarisée une (première) extrémité E2 du second moyen de commande MC2. La pièce de renvoi PR est propre à translater sensiblement suivant la direction verticale (suivant la double flèche F3) la pièce de couplage PC pendant chaque phase de sélection de rapport. A cet effet, elle comprend une partie arrière, qui est solidarisée en rotation à la pièce de couplage PC, et une partie avant à laquelle est solidarisée une (première) extrémité El du premier moyen de commande MC1. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur l'unique figure, cette pièce de renvoi PR peut présenter une forme générale en L. La pièce de support PS est munie d'un axe de support AS sur lequel est montée à rotation la pièce de renvoi PR. Cette pièce de support PS est destinée à être solidarisée fixement (ici) dans le véhicule au voisinage immédiat de sa boîte de vitesse, voire sur cette dernière.FIG. 1 shows schematically a nonlimiting exemplary embodiment of a control device D according to the invention. As illustrated a control device D, according to the invention, comprises at least one PC coupling piece, a support piece PS, a return piece PR, a first control means MC1, and MCP compensation means, as well as a second second control means MC2. The coupling piece PC is adapted to be coupled to a control axis AC of the gearbox and defines a mass of inertia MI. This control axis AC (very partially shown) is responsible for effectively causing each shift in the gearbox when it is translated in a substantially vertical direction, upward or downward (double arrow F3 - during a ratio selection phase), and rotated about its axis of rotation AR (double arrow F5 - during a shift phase). As illustrated, the coupling piece PC may comprise a central portion firmly fixed to the control axis AC, a first lateral portion secured to the central portion and comprising the mass of inertia MI which is intended for the approval of the driver during shifts and a second lateral portion secured to the central portion, opposite the first lateral portion, and which is secured to a (first) end E2 of the second control means MC2. The return piece PR is able to translate substantially in the vertical direction (following the double arrow F3) the coupling piece PC during each gear selection phase. For this purpose, it comprises a rear portion, which is secured in rotation to the coupling piece PC, and a front portion to which is secured a (first) end E1 of the first control means MC1. For example, and as illustrated without limitation in the single figure, this return piece PR may have a generally L-shaped. The support piece PS is provided with a support axis AS on which is rotatably mounted the piece of support. PR referral. This PS support piece is intended to be fixedly secured (here) in the vehicle in the immediate vicinity of its gearbox, or even on the latter.
On comprendra que grâce à ce montage en rotation sur l'axe de support AS, lorsque la partie avant de la pièce de support PS est entraînée en rotation cela induit un entraînement en rotation de la partie arrière associée et donc une translation sensiblement suivant la direction verticale (vers le haut ou vers le bas) de la pièce de couplage PC.It will be understood that, thanks to this rotational mounting on the support axis AS, when the front part of the support piece PS is rotated, this induces a rotation drive of the associated rear part and therefore a translation substantially in the direction vertical (up or down) of the PC coupling piece.
Le premier moyen de commande MC1 est propre à entraîner en rotation la pièce de renvoi PR lorsque le levier de vitesse subit un actionnement d'un premier type lors d'une phase de sélection de rapport. Il agit donc comme une interface de commande entre le levier de vitesse et la pièce de renvoi PR. Pour ce faire, il comprend la première extrémité El (solidarisée à la partie avant de la pièce de renvoi PR), et une seconde extrémité (non illustrée) solidarisée fixement à un élément du levier de vitesse. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur l'unique figure, le premier moyen de commande MC1 peut comprendre une gaine G1 solidarisée fixement à la pièce de support PS, et un câble Cl monté en translation dans la gaine G1 et comprenant la première extrémité El solidarisée à la pièce de renvoi PR et la seconde extrémité solidarisée au levier de vitesse. On notera que dans l'exemple illustré la gaine G1 est rendue immobile par rapport à la pièce de support PS du fait de son immobilisation fixe par une pièce de fixation (ou d'arrêt) PF qui est elle-même solidarisée fixement à la pièce de support PS. On comprendra que lorsque le câble Cl est tiré ou poussé (suivant la double flèche F1) par le levier de vitesse lors d'un actionnement du premier type, cela induit un entraînement en rotation de la partie arrière dans le sens antihoraire ou horaire (double flèche F2) et donc une translation vers le bas ou vers le haut (double flèche F3) de la pièce de couplage PC et de l'axe de commande AC. L'éventuel second moyen de commande MC2 est agencé de manière à entraîner en rotation la pièce de couplage PC lorsque le levier de vitesse subit un actionnement d'un second type lors d'une phase de passage de rapport. Il agit donc comme une interface de commande entre le levier de 1 o vitesse et la pièce de couplage PC. Pour ce faire, il comprend la première extrémité E2 (solidarisée à la seconde partie latérale de la pièce de couplage PC), et une seconde extrémité (non illustrée) solidarisée fixement à un élément du levier de vitesse. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur l'unique figure, 15 l'éventuel second moyen de commande MC2 peut comprendre une gaine G2 solidarisée fixement à la pièce de support PS et un câble C2 monté en translation dans la gaine G2 et comprenant la première extrémité E2 solidarisée à la pièce de couplage PC et la seconde extrémité solidarisée au levier de vitesse. 20 On notera que dans l'exemple illustré la gaine G2 est rendue immobile par rapport à la pièce de support PS du fait de son immobilisation fixe par la pièce de fixation (ou d'arrêt) PF. On comprendra que lorsque le câble C2 est tiré ou poussé (suivant la double flèche F4) par le levier de vitesse lors d'un actionnement du second 25 type, cela induit un entraînement en rotation de la seconde partie latérale de la pièce de couplage PC dans le sens horaire ou antihoraire (double flèche F5) et donc une rotation de l'axe de commande AC dans le sens horaire ou antihoraire. Les moyens de compensation MCP sont agencés pour aider la pièce 30 de renvoi PR à translater la pièce de couplage PC vers le haut par rapport à la direction verticale de sorte que l'effort à fournir au levier de vitesse lors d'un actionnement du premier type soit sensiblement constant quel que soit le sens de translation de la pièce de couplage PC lors d'un changement de rapport. En aidant la pièce de renvoi PR à translater la pièce de couplage PC vers le haut par rapport à la direction verticale, on réduit en quelque sorte le poids de la masse d'inertie MI, et donc l'effort que le conducteur doit exercer sur le levier de vitesse pour déclencher un changement de rapport impliquant une translation de l'axe de commande AC vers le haut devient sensiblement égal à celui qu'il doit exercer pour déclencher un changement de rapport impliquant une translation de l'axe de commande AC vers le bas. On supprime ainsi quasi totalement la dissymétrie d'effort à exercer lors des différents changements de rapport, ce qui permet de ne pas perturber le conducteur. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur l'unique figure, les moyens de compensation (d'effort) MCP peuvent être des moyens de rappel couplés à la pièce de renvoi PR.The first control means MC1 is capable of rotating the return piece PR when the gear lever is actuated by a first type during a gear selection phase. It therefore acts as a control interface between the gear lever and the return piece PR. To do this, it comprises the first end El (secured to the front portion of the return piece PR), and a second end (not shown) secured to a member of the gear lever. For example, and as illustrated without limitation in the single figure, the first control means MC1 may comprise a sheath G1 fixedly secured to the support piece PS, and a cable C1 mounted in translation in the sheath G1 and comprising the first end. El secured to the return piece PR and the second end secured to the gear lever. Note that in the illustrated example the sheath G1 is made immobile with respect to the support piece PS because of its fixed immobilization by a fastener (or stop) PF which is itself secured to the workpiece PS support. It will be understood that when the cable C1 is pulled or pushed (according to the double arrow F1) by the gear lever during an actuation of the first type, this induces a rotational drive of the rear part counterclockwise or clockwise (double arrow F2) and thus a translation downwards or upwards (double arrow F3) of the coupling piece PC and the control pin AC. The second second control means MC2 is arranged to rotate the PC coupling member when the gear lever is actuated of a second type during a shift phase. It therefore acts as a control interface between the speed lever and the PC coupling part. To do this, it comprises the first end E2 (secured to the second side portion of the PC coupling member), and a second end (not shown) secured to a member of the gear lever. For example, and as illustrated in a nonlimiting manner in the single figure, the possible second control means MC2 may comprise a sheath G2 fixedly secured to the support piece PS and a cable C2 mounted in translation in the sheath G2 and comprising the first end E2 secured to the coupling piece PC and the second end secured to the gear lever. It should be noted that in the illustrated example, the sheath G2 is rendered immobile with respect to the support piece PS because of its fixed immobilization by the attachment piece (or stop piece) PF. It will be understood that when the cable C2 is pulled or pushed (following the double arrow F4) by the speed lever during an actuation of the second type, this induces a rotational drive of the second lateral part of the PC coupling part. clockwise or counterclockwise (double arrow F5) and thus a rotation of the control axis AC clockwise or counterclockwise. The compensation means MCP are arranged to help the return part PR to translate the PC coupling part upwards with respect to the vertical direction so that the force to be supplied to the gear lever during an actuation of the first type is substantially constant regardless of the direction of translation of the PC coupling part during a gear change. By helping the return piece PR to translate the coupling piece PC upwards with respect to the vertical direction, the weight of the mass of inertia MI is reduced in a way, and therefore the effort that the driver must exert on the gear lever for triggering a gear change involving a translation of the control axis AC upwards becomes substantially equal to that it must exert to trigger a gear change involving a translation of the control axis AC towards the bottom. This virtually eliminates the asymmetry of effort to be exerted during the various gear changes, which allows not to disturb the driver. For example, and as illustrated without limitation in the single figure, the compensation means (force) MCP may be biasing means coupled to the return piece PR.
Dans ce cas, et comme illustré non limitativement sur l'unique figure, les moyens de rappel MCP peuvent être agencés sous la forme d'un ressort qui est enroulé autour de l'axe de support AS et qui comprend une première extrémité solidarisée fixement à la pièce de support PS et une seconde extrémité ER solidarisée fixement, sous une contrainte de rappel élastique, à la pièce de renvoi PR. Dans une variante de réalisation les moyens de rappel MCP pourraient être agencés sous la forme d'une lame flexible montée sous contrainte de manière à spontanément favoriser la rotation, ici dans le sens horaire, de la pièce de renvoi PR, pour aider la translation vers le haut de la pièce de couplage PC. On notera que les moyens de rappel MCP aident la translation vers le haut de la pièce de couplage PC, alors qu'ils « s'opposent » partiellement à la translation vers le bas de cette même pièce de couplage PC, ce qui contribue encore plus à rendre l'effort à exercer sensiblement constant lors de chaque changement de rapport.In this case, and as illustrated without limitation in the single figure, the return means MCP may be arranged in the form of a spring which is wound around the support axis AS and which comprises a first end secured to the support piece PS and a second end ER fixedly secured, under an elastic return stress, to the return piece PR. In an alternative embodiment the MCP return means could be arranged in the form of a flexible blade mounted under stress so as to spontaneously promote the rotation, here in the clockwise direction, of the return piece PR, to assist the translation towards the top of the PC coupling piece. It will be noted that the recall means MCP assist the upward translation of the coupling piece PC, while they partially "oppose" the downward translation of this same coupling piece PC, which contributes even more to make the effort to exercise substantially constant during each change of report.
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2014
- 2014-11-04 FR FR1460603A patent/FR3027993A1/en active Pending
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