WO2002075179A1 - 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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Definitions

  • Torque transfer automated transmission device in particular for a motor vehicle
  • the present invention relates to an automatic torque transfer transmission device, in particular for a motor vehicle, allowing a change of transmission ratio without interrupting a torque between a drive shaft and a driven shaft.
  • Torque transfer transmissions are already known, comprising an input shaft which is connected to a motor shaft by a clutch and which carries driving pinions, a driven shaft which carries driven pinions, each driving pinion being constantly engaged with a driven pinion and defining a transmission ratio, the driving pinions being integral in rotation with the input shaft and the driven pinions being free in rotation on the driven shaft and being associated with synchronization and dog clutch means which allow to selectively secure a driven pinion and the driven shaft, for engagement of a given transmission ratio.
  • One of the driving pinions for example that of the last transmission ratio, is connected to the input shaft by a clutch, the corresponding driven pinion being integral in rotation with the driven shaft.
  • the tightening of the clutch of the pinion leading from the last gear during a change gear also maintains engine torque on one driven shaft during the gear change.
  • the invention particularly aims to avoid these drawbacks of the prior art, while simplifying the control and actuation means used in an automated transmission. torque transfer for a change of transmission ratio.
  • a device of the aforementioned type intended to connect a motor shaft and a driven shaft and comprising an input shaft, driving pinions mounted on the input shaft, driven pinions mounted on the driven shaft, each driving pinion being constantly engaged with a driven pinion and defining a transmission ratio, one of the pinions of each report being integral in rotation with its shaft and the other being free in rotation on its shaft, at least one clutch connecting the pinion leading from the last transmission ratio to the input shaft, and means for selective securing of each free gear and its shaft for engagement of the corresponding transmission ratio, these means comprising, for at least one pinion free, two controlled unidirectional locking mechanisms, mounted in opposite directions between the free pinion and its shaft to prevent a lower or higher free pinion rotation speed r prospectively, at the speed of rotation of its shaft and each capable of occupying two positions, one of rest and the other of service, characterized in that these locking mechanisms are associated with mechanical actuation means comprising at least one cam movable in translation and / or in rotation
  • the actuation by cam of the aforementioned unidirectional locking mechanisms guarantees the displacement of these mechanisms in their operating position by the displacement of the cam which is itself positively controlled by mechanical means. This results in high operational safety, allowing automatic control of the transmission.
  • the sequence of operations performed for a gear change is quick and precise thanks to the clutch control which allows the rotation speed of the input shaft to be controlled as desired for the actuation of the mechanisms. lock.
  • the changes in transmission ratio which do not concern the last gear include the same sequence of operations for actuating the unidirectional locking mechanisms for raising and lowering the gears, this sequence being executed in a determined order for the raising of the reports and in the reverse order for the descent of the reports.
  • the means for actuating the abovementioned unidirectional locking mechanisms may comprise a single actuator, which acts in one direction for the raising of the ratios and in the other direction for the descent of the ratios. This results in a great simplification of the control of the transmission.
  • the free pinions are arranged in the order of the transmission ratios and the device comprises a single cam displaceable in translation inside the shaft carrying the free pinions.
  • the free pinions are arranged on their shaft in the order 1, 3, 5, ..., 2, 4, 6 ... and the device comprises two cams movable simultaneously in translation with the inside said shaft, one for the actuation of the mechanisms for locking the free pinions of the ratios 1, 3, 5, ..., the other for the actuation of the mechanisms for locking the free pinions of the ratios 2, 4, 6, ...
  • the two cams are carried by the same support and the stroke of each cam is reduced by half compared to the embodiment comprising only one cam for actuating the above-mentioned mechanisms.
  • the free pinions are arranged on their shaft in the order 1, 4, 2, 5, 3, 6, the device then comprising three cams movable simultaneously in translation inside the 1 shaft carrying the free pinions, one for the actuation of the locking mechanisms of the free pinions of ratios 1 and 4, the second for the actuation of the locking mechanisms of the free pinions of ratios 2 and 5, and the third for the actuation of the locking mechanisms of the free pinion of ratio 3.
  • the invention thus makes it possible to vary the relative arrangement of the transmission ratios in a torque transfer transmission device and therefore to choose a configuration according to the constraints imposed by other factors.
  • the cams are displaceable in translation by a screw-nut system, the nut of which carries the cams and the screw of which is a threaded rod driven in rotation by an actuator such as a motor electric.
  • the nut is guided in translation and immobilized in rotation on a fixed axial rod on which it is engaged at one end, and screwed at its other end to said threaded rod.
  • the cams can be fixed in rotation, or rotate in synchronism with the shaft in which they are mounted.
  • the cam (s) are mounted by screwing on a threaded rod fixed in translation and connected to a drive member by an epicyclic gear, preferably a double epicyclic gear.
  • the cam rotates with the driven shaft and remains motionless in translation relative to the driven shaft as long as the driving member does not turn the threaded rod in one direction or the other.
  • the transmission device comprises another clutch connecting the drive shaft to the input shaft, the pinion driving the first transmission ratio being integral in rotation with the input shaft and the associated driven pinion being integral in rotation with the shaft driven by two unidirectional locking mechanisms of the aforementioned type.
  • said other clutch connects the input shaft to the driving pinion of the first transmission ratio, the driven pinion of which is integral in rotation with the driven shaft.
  • This other clutch is mainly used for starting the vehicle.
  • vibration filtration means are provided on the drive shaft and / or on the input shaft of the device according to the invention.
  • the invention combines the advantages of automated transmissions with hydrokinetic couplers and planetary gear trains and those of manual gearboxes, while avoiding their respective drawbacks.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a first embodiment of a transmission device 1 according to the invention.
  • FIG. 2 is a partial schematic view of an alternative embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a schematic axial view of a unidirectional locking mechanism 1 according to the invention.
  • FIG. 4 is a graph showing the operation of the locking mechanisms unidirectional of several transmission reports
  • FIG. 5 is a graph illustrating the four possible cases of change of transmission ratio as a function of the torque applied to one driven shaft and of the raising and lowering of the reports;
  • FIGS. 6 and 7 are tables representing the states of the unidirectional locking mechanisms in two possible cases of change of transmission ratio;
  • Figures 8 and 9 are graphs illustrating the controls of the clutches when the transmission ratio changes corresponding to the tables of Figures 6 and 7, respectively;
  • Figure 10 is a schematic representation of an alternative embodiment of the device according to the invention;
  • Figure 11 is a partial schematic representation in axial section of the part of the device comprising the driven shaft;
  • FIG. 12 is a partial schematic view illustrating a different arrangement of the transmission ratios in a device according to the invention
  • - Figure 13 is a schematic representation of another alternative embodiment of one invention
  • - Figure 14 is a schematic view in axial section of this variant; and - Figure 15 is a schematic representation of another alternative embodiment of one invention.
  • FIG. 1 schematically represents a first mode of production of an automatic torque transfer transmission device according to the invention, intended to connect the output shaft 10 of a heat engine M, such as in particular an internal combustion engine for a motor vehicle, to a shaft driven 12 which is the output shaft of the device according to the invention and which, in the case of a motor vehicle, is intended to drive the driving wheels 14 in rotation by means of a differential 16.
  • a heat engine M such as in particular an internal combustion engine for a motor vehicle
  • a shaft driven 12 which is the output shaft of the device according to the invention and which, in the case of a motor vehicle, is intended to drive the driving wheels 14 in rotation by means of a differential 16.
  • the device according to the invention comprises an input shaft 18 which is connected to the output shaft 10 of the engine M by a clutch El.
  • the input shaft 18 is parallel to the output shaft 12 and carries driving pinions 20 each of which is in constant engagement with a driven pinion 22 mounted on the output shaft or driven shaft 12, the pairs of engaged pinions 20, 22 defining transmission ratios which are numbered from 1 to 6 and which are progressively increasing, the gears of the various transmission ratios being mounted in the order of these ratios on the shafts 18 and 12.
  • the driving pinions 20 of the ratios 1 to 5 are integral in rotation with the input shaft 18 and the driven pinions of these ratios are free in rotation on the driven shaft 12 and can be secured in rotation with this via controlled unidirectional locking means 24, each free pinion 22 being associated with two unidirectional controlled locking mechanisms 24 which are mounted in opposite directions between the pinion 22 and the shaft 12, one of these mechanisms being intended to prevent the free pinion 22 from rotating faster than the driven shaft 12, the other mechanism being intended to prevent the free pinion 22 from turning slower than the shaft 12.
  • the driving pinion 20 of the sixth transmission ratio is free to rotate on the input shaft 18 and is secured in rotation with the latter by means of a clutch E2 which is for example mounted at the end of the shaft input 18 on the side opposite to the input clutch El.
  • the driven pinion 22 of the sixth transmission ratio is integral in rotation with the driven shaft 12 and does not include a controlled unidirectional locking mechanism 24.
  • the means for actuating the mechanisms 24 are advantageously housed inside the driven shaft 12 and comprise at least one cam 26 mounted on an axial rod 28, one end of which is connected to an actuator 30, outside the 'driven shaft 12.
  • a system 32 for managing and controlling the device according to the invention is connected to the clutches E1 and E2 and to the actuator 30 for controlling the changes in transmission ratio and is also connected to control means of the M engine for exchanging information or actions.
  • the cam 26 can be mounted fixed in rotation inside the driven shaft 12 and is then moved in translation inside the shaft 12, between the unidirectional locking mechanisms 24 of the free pinions 22 of the first five reports transmission by the axial rod 28 which is itself driven by the actuator 30 in translation inside the shaft 12 or in rotation, the axial rod 28 then being a threaded rod fixed in translation on which the cam 26 is mounted by screwing.
  • a particular embodiment of the unidirectional locking mechanisms and their actuation means is shown in detail in FIGS. 2 and 3.
  • an internal toothing 36 is formed in a large face of each free pinion 22 for cooperate with at least two pawls 38 integral in rotation with the shaft 12 and each of which is movable by a pusher 40 between a rest position where it is spaced from the teeth 36 of the pinion 22 and a service position where it is engaged with this toothing by preventing the rotation of the pinion 22 around the shaft 12 in a determined direction, which is indicated by an arrow in the vicinity of each pawl 38.
  • the pushers 40 are guided in radial holes in the cylindrical wall of the shaft 12 and can be moved radially outward by the cam 26.
  • the pushers 40 act on the pawls 38 by means of elastically deformable means 42 such as compression springs which are mounted between the pushers 40 and the pawls 38.
  • the pushers 40 are tubular and the springs 42 are partly housed inside the pushers 40 and bear on the bottom of these pushers.
  • Other elastic members 44 such as leaf springs urge the pawls 38 in the direction tending to separate them from the internal toothing 36 of the pinion 22.
  • the pawls 38 and the spring blades 44 are mounted on spacer washers 46 which are rotationally integral with the shaft 12 and which are arranged between the free pinions 22, as shown in FIG. 2.
  • the cam 26 is mounted on the rod 28 and is integral in rotation with the shaft 12, by means of a longitudinal rib 48 engaged in a corresponding groove on the internal surface of the shaft 12.
  • the rod 28 is fixed in translation inside the shaft 12 and is connected to the actuator 30 by a planetary gear and preferably a double gear such as that shown in FIG. 2.
  • the output shaft of the actuator 30, which is for example a small electric motor, is connected to the sun pinion 50 of a first planetary gear, the planet carrier 52 of which is integral with one end of the threaded axial rod 28, the crown 54 of which is integral with that of a second planetary gear.
  • the sun pinion 56 of this second gear is fixed in rotation and its planet carrier 58 is fixed in rotation with the shaft 12.
  • the pinion ratios are the same in the two planetary gears, the first of which forms a differential and the second a reducer. Under these conditions, the cam 26 which is rotated by the shaft 12 is fixed in translation on the axial rod 28 as long as the output shaft of the actuator 30 does not rotate. The rotation in one direction or the other of this output shaft makes it possible to move the cam 26 in translation in one direction or the other inside the shaft 12.
  • the double planetary gear which connects the actuator 30 to the shaft 12 and to the threaded rod 28 transmits practically no effort, it can be made conveniently of plastic material, for a relatively very low cost.
  • the two locking mechanisms unidirectional controlled 24 which are associated with a free pinion 20 are on the same side of the pinion and are diametrically opposite with respect to the axis of rotation.
  • these two mechanisms could be one on one side of the pinion and the other on the other side of the pinion, each mechanism may include a single pawl or more.
  • the cam 26 is a substantially cylindrical tubular part whose external surface is shaped to include bearing surfaces making it possible to radially move the pushers 40 towards the outside when the corresponding locking mechanisms must be in the service position.
  • the same cam can successively control all the locking mechanisms of the free pinions of the different transmission ratios, when it is moved in one direction, for raising the transmission ratios and when it is moved in the other direction for the descent of the reports.
  • FIGS. 4 to 9 describe the operation of the device according to the invention.
  • Figure 4 is a graph showing the stepping of the shaft rotation speeds motor corresponding to the first four transmission ratios for a given constant speed of the output shaft 12.
  • the references A1, B1, A2, B2, A3, B3 and A4, B4 respectively designate the one-way locking mechanisms 24 associated with the driven pinions 22 of the first four transmission ratios and their actions on the pinions, as a function of the torque transmitted to the output shaft 12, which can be a positive engine torque designated by Cm> 0 exerting traction on the vehicle or else a negative engine torque designated by Cm ⁇ 0, braking the vehicle, and the direction of variation of the speed of rotation of the motor shaft 10, this speed being indicated by increasing values on the vertical axis of FIG. 4.
  • references A are assigned to the unidirectional locking mechanisms which prevent the free pinions 22 from rotating faster than the output shaft 12 and the references B are assigned to the mechanisms 24 which prevent them from rotating slower than the tree 12.
  • FIG. 5 schematically represents the four possible cases of change of transmission ratio as a function of the engine torque and of the ascent or descent of the transmission ratios.
  • Cases I and II are those for which the torque applied to the shaft 12 is positive, case I corresponding to the rise (passage from the N ratio to the N + 1 ratio) and case II to that of the descent ( passage from report N to report Nl).
  • Cases III and IV are those where the driving torque applied to the shaft 12 is a negative torque (Cm ⁇ 0), case III being that of the descent of the ratio N to Nl ratio and case IV that of the rise of the N ratio to the N + l ratio.
  • the table in FIG. 6 represents the states of the unidirectional locking mechanisms of the free pinions of the ratios N and N + 1 in the case of the passage from the ratio N to the ratio N + 1 with a positive engine torque.
  • the pawl (s) of the mechanism A ⁇ which prevents the driven pinion 22 of the ratio N from rotating faster than the shaft 12 are in abutment on the internal toothing 36 of the driven pinion, due to the fact that the torque motor transmitted to the shaft 12 is positive.
  • the pawl (s) of the mechanism B N which prevents the pinion 22 from turning slower than the shaft 12 are not in abutment on the internal toothing 36 of the driven pinion, and can therefore be released from this toothing.
  • the mechanism B N + 1 of this pinion can be brought into the service position.
  • a movement of the cam 26 inside the shaft 12 simultaneously controls the bringing to rest of the mechanism B N and the bringing into service of the mechanism
  • the clutch E2 is controlled to make it pass in the partially engaged state, which will make it possible to transmit a torque by the driving pinion 20 of the sixth transmission ratio to the input shaft 18 and therefore to slow down the speed. of rotation of this input shaft, since the output shaft 12 which rotates at constant speed is then connected to the input shaft 18 by the sixth transmission ratio ( Figure 8).
  • the partial or progressive tightening of the clutch E2 therefore causes a reduction in the speed of rotation of the input shaft 18 up to a value equal to the speed of synchronization with the output shaft 12 by means of the N + l ratio.
  • the clutch E2 is then released or disengaged for the complete engagement of the ratio N + 1, with a resumption of support on A N + 1 .
  • the same actuator controlled by the management system 32 makes it possible to carry out all the possible cases of change of transmission ratio.
  • This clutch is also used for shifting from neutral to reverse gear.
  • the arrangement of the various pinions on the input and output shafts is identical to that described with reference to FIG. 1, but the pinion driving 20 of the first transmission ratio is free in rotation on the input shaft 18 and can be secured in rotation with the latter by means of the clutch El.
  • the driven pinion 22 of the first transmission ratio is integral in rotation with the output shaft 12 and is not equipped with the aforementioned locking mechanisms 24.
  • this transmission device is identical to that of FIG. 1.
  • the transition from the second to the first transmission ratio is done by first tightening the clutch E2 then after putting A2 and B2 to rest, by tightening the clutch El and simultaneously by releasing the
  • the output shaft 12 is supported at its ends by bearings mounted in a casing 62 and comprises an output pinion 64 at one of its ends.
  • Two cams 26 are rotatably mounted on a tubular support 66, one end of which forms a nut screwed onto the end of a threaded axial rod 28, the other end of which comprises a pulley 68, a pinion or the like, connected by a synchronous transmission 70 to the actuator 30 which is offset.
  • the other end of the tubular element 66 is guided in translation on a fixed axial rod 72 mounted on a wall of the casing 62 and comprising a longitudinal groove in which is engaged a lug carried by the tubular element 66, to immobilize this element in rotation.
  • the axial rods 28 and 72 are aligned, almost end to end, inside the output shaft 12.
  • the driven pinions 22 of the different transmission ratios are mounted alternately on the output shaft 12, in the order 1, 3, 5, 2, 4, 6, the corresponding driving pinions being mounted in the same order on the input tree.
  • One of the cams 26 controls the locking mechanisms of the pinions driven by the ratios 1, 3 and 5, the other ca e 26 controlling the pinion locking mechanisms driven by ratios 2 and 4.
  • cams 26 which act on the diametrically opposite locking mechanisms of each free pinion 22, have symmetrical profiles with respect to a midpoint, located on the axis of rotation, for actuation of the mechanisms in accordance to the sequences shown in FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 11 the positions of the cams corresponding to the actuation of the locking mechanisms of a driven pinion are indicated by lines marked with numbers surrounded by a circle.
  • the lines marked with numbers not surrounded by a circle indicate the positions taken by a cam when it is the other cam which acts on the locking mechanisms of a driven pinion.
  • the number 2 located between the numbers 1 and 3 inscribed in the circles indicates the position of the left cam when the right cam is in the actuation position of the locking mechanisms of the driven pinion of the second gear, this position being indicated by the number 2 surrounded by a circle.
  • the small intermediate lines between the positions marked with numbers correspond to intermediate positions occupied by the cams during a change of transmission ratio.
  • This embodiment has a reduced axial size, thanks to the driving of the cams by a screw-nut system of reduced length, however allowing good axial guidance of the cams and immobilization in rotation of their support.
  • the driven pinions (as well as the driving pinions) of the different transmission ratios are arranged in the order 1, 4, 2, 5, 3, 6 and the means of actuating one of the locking mechanisms associated with these gears comprise three cams 26 simultaneously movable in translation within the shaft 12 by the axial rod 28, each cam being able to occupy four positions which are represented by dashed transverse lines.
  • the cam 26 on the left can actuate the locking mechanisms of the driven pinions of ratios 1 and 4
  • the cam 26 in the middle can actuate the locking mechanisms of the driven pinions of ratios 2 and 5
  • the cam 26 on the right can actuate the mechanisms locking mechanism of the third gear.
  • the free pinions can be carried by the input shaft 18 and not by the input shaft 12.
  • certain free pinions can be mounted on the input shaft 18 while the others are on the output shaft 12. It is advantageous that all the free pinions are associated with unidirectional controlled locking mechanisms of the type described, but some of them could be equipped with the usual means of synchronization and dog clutching, if necessary.
  • the transmission device comprises a reverse gear, of which a driving pinion is mounted on the input shaft 18, of which an intermediate pinion for reversing the direction of rotation is mounted on an intermediate shaft parallel to the shafts 12 and 18 and of which a driven pinion is mounted on the output shaft 12 and is equipped with either usual synchronization means and dog clutching, or one-way locking mechanisms controlled of the type indicated above.
  • the pinion driving from the reverse gear is the pinion 20 of the third transmission ratio, which is engaged with a pinion 74 fixedly mounted on the intermediate shaft 76.
  • An intermediate pinion 78 for reversing the direction of rotation is free to rotate on the intermediate shaft 76 and is associated with conventional synchronization and dog clutch means 80 mounted on the intermediate shaft 76.
  • the intermediate pinion 78 is engaged with a pinion 82 which is fixedly mounted on the output shaft 12 and which is therefore integral in rotation with the latter.
  • the pinion 20 of the sixth transmission ratio is fixedly mounted on the input shaft 18 and its driven pinion 22 is connected to the output shaft 12 by unidirectional controlled locking mechanisms 24 of the type described above.

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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

Dispositif de transmission automatisée à transfert de couple, en particulier pour véhicule automobile
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 déjà des transmissions à transfert de couple, comprenant un arbre d'entrée qui est relié à 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 l'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 l'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 à l'arbre d'entrée par un embrayage, le pignon mené correspondant étant solidaire en rotation de 1 ' arbre mené. Par commande de l'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 crabotage devant s ' effectuer quand la vitesse de rotation du pignon mené est égale à celle de 1 ' 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 l'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 solidarisation sélective de chaque pigno 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 opposés entre 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, le changement de rapport comprenant une étape de passage d'un état initial où un rapport est enclenché, à un état intermédiaire où le pignon libre du rapport enclenché et le pignon libre du rapport à enclencher ont chacun un mécanisme de verrouillage en position de service et un mécanisme de verrouillage en position de repos, une étape de passage de cet état intermédiaire à un état final où les mécanismes de verrouillage du pignon libre du rapport à enclencher sont en position de service et ceux du pignon libre du rapport précédemment enclenché sont en position de repos, et une étape de commande de 1 ' embrayage qui a lieu entre l'état initial et l'état final.
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 commandée de façon positive par des moyens mécaniques. Il en résulte une grande sécurité de fonctionnement, permettant la commande automatique de la transmission. De plus, la séquence d'opérations exécutées pour un changement de rapport est rapide et précise grâce à la commande d'embrayage qui permet de contrôler la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée de la façon voulue pour 1 ' actionnement des mécanismes de verrouillage.
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 l'ordre des rapports de transmission et le dispositif comprend une came unique déplaçable en translation à l'intérieur de l'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 1 ' intérieur de 1 ' 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 1 ' écrou porte les cames et dont la vis est une tige filetée entraînée en rotation par un actionneur tel qu'un moteur électrique.
Avantageusement, 1 ' écrou est guidé 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 l'arbre 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 1 ' organe moteur ne f it pas tourner la tige filetée dans un sens ou dans l'autre.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de transmission comprend un autre embrayage reliant l'arbre moteur à l'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, ledit autre embrayage relie l'arbre d'entrée au pignon menant du premier rapport de transmission, dont le pignon mené est solidaire en rotation de 1 ' arbre mené . Cet autre embrayage 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 l'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 l'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 l'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 l'invention ; - la figure 13 est une représentation schématique d'une autre variante de réalisation de 1 ' invention ;
- la figure 14 est une vue schématique en coupe axiale de cette variante ; et - la figure 15 est une représentation schématique d'une autre variante de réalisation de 1 ' invention.
On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente schématiquement 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 du dispositif 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 El. 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 l'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 l'arbre mené 12 et sont solidarisables en rotation avec celui-ci par l'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 1 ' 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 l'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 l'intérieur de l'arbre mené 12 et comprennent au moins une came 26 montée sur une tige axiale 28 dont une extrémité est reliée à un actionneur 30, à l'extérieur de l'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 1 ' 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 1 '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 1 ' extérieur par la came 26. Les poussoirs 40 agissent sur les cliquets 38 par l'intermédiaire de moyens élastiquement 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, comme 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 1 ' 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 porte- satellites 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 58 est solidaire en rotation de l'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 l'autre à 1 ' intérieur de 1 ' arbre 12.
Comme le double engrenage épicycloïdal qui relie 1' ctionneur 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 l'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 l'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 l'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 l'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 et A4, 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 schématiquement 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 schématiquement 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 en position de service, ce qui correspond à AN = B = 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 A^ 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 l'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 à celle de l'arbre 12, le mécanisme BN+1 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 l'amenée au repos du mécanisme BN et l'amenée en service du mécanisme
BN+1. 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 (figure 8) . 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 1 ' intermédiaire du rapport N+l . Dans ces conditions, on peut amener le mécanisme A^ au repos, puisque son ou ses cliquets ne sont plus en butée sur la denture interne du pignon associé et simultanément amener le mécanisme A^... 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 A_j = 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 AN+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 AN du rapport N jusqu'au serrage au moins partiel de l'embrayage E2 , puis par le sixième rapport de transmission pendant un moment bref, et enfin par le mécanisme AN+1 du rapport N+l, la durée totale du changement de rapport de transmission étant de l'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 l'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 schématiquement 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 l'état correspondant à la première colonne du tableau de la figure 8, avec A-. = BN = 1, le rapport N étant enclenché, et A_J_1 = BN_1 = 0.
Lorsqu'une commande de passage au rapport N-l est donnée, on serre partiellement l'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 de l'arbre d'entrée 18, comme déjà indiqué ci-dessus, et on déplace la came 26 vers le pignon 22 du rapport N- 1 pour amener le mécanisme de verrouillage A., au repos et le mécanisme AN_1 en service, ce qui correspond à la deuxième colonne du tableau de la figure 7. Ensuite, on desserre progressivement l'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 AN_1. 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 BN au repos et le mécanisme BN_- 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 l'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 l'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 1 ' 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 schématiquement 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, mais 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 l'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 l'embrayage El. Le passage du premier au deuxième rapport de transmission se fait en desserrant l'embrayage El et en serrant l'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, l'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 l'intérieur de l'arbre de sortie 12.
Dans ce dispositif, les pignons menés 22 des différents rapports de transmission sont montés alternés sur l'arbre de sortie 12, dans l'ordre 1, 3, 5, 2, 4, 6, les pignons menants correspondants étant montés dans le même ordre sur l'arbre d'entrée. Une des cames 26 commande les mécanismes de verrouillage des pignons menés des rapports 1, 3 et 5, l'autre ca e 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. Par exemple, 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 cames par un système vis-écrou de longueur réduite, permettant toutefois un bon guidage axial des cames et l'immobilisation en rotation de leur support.
Dans la variante de réalisation représentée schématiquement 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 d1 actionnement des mécanismes de verrouillage associés à ces pignons comprennent trois cames 26 déplaçables simultanément en translation à l'intérieur de l'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 l'arbre de sortie 12. Il est avantageux que tous les pignons libres soient associés à des mécanismes de verrouillage unidirectionnel commandés du type décrit, mais certains d'entre eux pourraient être équipés des moyens usuels de synchronisation et de crabotage, si nécessaire.
Bien entendu, le dispositif de transmission selon 1 ' 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 .
Dans le mode de réalisation représenté aux figures 13 et 14, le pignon menant du rapport de marche arrière est le pignon 20 du troisième rapport de transmission, qui est en prise avec un pignon 74 monté fixe sur l'arbre intermédiaire 76. Un pignon intermédiaire 78 d'inversion du sens de rotation est libre en rotation sur l'arbre intermédiaire 76 et est associé à des moyens classiques de synchronisation et de crabotage 80 montés sur l'arbre intermédiaire 76. Le pignon intermédiaire 78 est en prise avec un pignon 82 qui est monté fixement sur l'arbre de sortie 12 et qui est donc solidaire en rotation de celui-ci. Le pignon 20 du sixième rapport de transmission est monté fixement sur l'arbre d'entrée 18 et son pignon mené 22 est relié à l'arbre de sortie 12 par des mécanismes 24 de verrouillage unidirectionnel commandé du type décrit ci-dessus. Lorsque les pignons menés 22 ont un diamètre relativement faible, comme c'est le cas des pignons menés des cinquième et sixième rapports de transmission, on ne peut utiliser le mode de montage des mécanismes de verrouillage qui est représenté aux figures 2 et 3 et on associe donc à ces pignons menés une pièce annulaire ou un moyeu qui comporte les mécanismes de verrouillage unidirectionnel commandé et qui est juxtaposé axialement au pignon mené correspondant. C'est ce qui est représenté dans les figures 13 et 14 où la référence 84 désigne les pièces annulaires ou moyeux comportant les mécanismes de verrouillage unidirectionnel des pignons menés des cinquième et sixième rapport de transmission.
Le fonctionnement du dispositif représenté en figures 13 et 14 est identique au fonctionnement des autres dispositif représentés dans les figures précédentes. Dans ces autres modes de réalisation, 1 ' embrayage E2 associé au pignon menant du sixième rapport de transmission permettait d'avoir la vitesse 5 la plus faible de l'arbre d'entrée 18. Dans la réalisation des figures 13 et 14, ce sont les moyens de synchronisation associés au pignon intermédiaire 78 de marche arrière qui permettent de donner à l'arbre d'entrée 18 la vitesse de rotation la plus
10 faible : on peut en effet, pour cela, freiner la rotation de l'arbre d'entrée 18 ou bien tendre à
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Claims

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 l'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 comprenant 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, le changement de rapport comprenant une étape de passage d'un état initial où un rapport est enclenché, à un état intermédiaire où le pignon libre du rapport enclenché et le pignon libre du rapport à enclencher ont chacun un mécanisme de verrouillage en position de service et un mécanisme de verrouillage en position de repos, une étape de passage de cet état intermédiaire à un état final où les mécanismes de verrouillage du pignon libre du rapport à enclencher sont en position de service et ceux du pignon libre du rapport précédemment enclenché sont en position de repos, et une étape de commande de l'embrayage (E2) qui a lieu entre l'état initial et l'état final.
2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande de l'embrayage (E2) a lieu entre l'état initial et l'état intermédiaire.
3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande de l'embrayage (E2) a lieu entre l'état intermédiaire et l'état final.
4 - Dispositif selon une des revendications 1 à 3, 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.
5 - Dispositif selon une des revendications 1 à
3, 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.
6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la commande de l'embrayage (E2) comprend un serrage progressif partiel de l'embrayage (E2) pour la mise en service d'un mécanisme de verrouillage du rapport à enclencher et simultanément la mise au repos d'un mécanisme de verrouillage du rapport enclenché, puis un desserrage complet de 1 ' embrayage (E2 ) .
7 - 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) .
8 - 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.
9 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, 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 en translation 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, 6, ...
10 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, 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.
11 - Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les cames (26) sont déplaçables en translation par un système vis-écrou, dont 1 ' 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.
12 - Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que 1 ' 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) .
13 - 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 .
14 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, 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.
15 - 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.
16 - Dispositif selon la revendication 15, 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 .
17 - Dispositif selon la revendication 15 ou 16, 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 élastiquement déformables (42). 18 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou chaque came
(26) est fixe en rotation.
19 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la ou chaque came (26) est entraînée en rotation par l'arbre (12) des pignons libres.
20 - Dispositif selon la revendication 19, 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.
21 - Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'engrenage épicycloïdal est un engrenage épicycloïdal double.
22 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un autre 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.
23 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisé en ce qu'il comprend un autre 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 l'arbre mené (12) .
24 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pignon menant (20) du dernier rapport de transmission est solidaire en rotation de l'arbre d'entrée (18) et en ce que l'embrayage (E2) associé à ce pignon menant est remplacé par un frein (86) porté par le carter du dispositif et agissant sur l'arbre d'entrée (18) pour réduire sa vitesse ou par des moyens de synchronisation (80) d'un pignon intermédiaire (78) d'un rapport de marche arrière dont un pignon menant (20) est solidaire en rotation de l'arbre d'entrée (18) .
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