EP3177856A1 - Boite de vitesses pour vehicule automobile - Google Patents

Boite de vitesses pour vehicule automobile

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Publication number
EP3177856A1
EP3177856A1 EP15753102.1A EP15753102A EP3177856A1 EP 3177856 A1 EP3177856 A1 EP 3177856A1 EP 15753102 A EP15753102 A EP 15753102A EP 3177856 A1 EP3177856 A1 EP 3177856A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
barrel
control
rotation
cylinder
coupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15753102.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Eric Schaeffer
Alexandre Deschamps
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technoboost SAS
Original Assignee
Technoboost SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technoboost SAS filed Critical Technoboost SAS
Publication of EP3177856A1 publication Critical patent/EP3177856A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/08—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism
    • F16H63/16—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism
    • F16H63/18—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism the final actuating mechanism comprising cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H2061/0053—Initializing the parameters of the controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H2061/283—Adjustment or calibration of actuator positions, e.g. neutral position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H2061/2846—Arrangements of actuators for enabling jump shifting for skipping of gear ratios

Definitions

  • a gearbox comprises a shaft on which free sprockets are mounted. This shaft is referred to as a secondary shaft, as opposed to the primary shaft that carries fixed gears. Each free gear defines with a fixed gear a gear ratio.
  • the free sprockets are freely rotatable vis-à-vis the corresponding secondary shaft except when a clutch and a synchronizer come to secure one of the pinions with the shaft to engage the corresponding gear ratio.
  • the synchronizer is currently actuated by a fork movable in translation.
  • the assembly formed by the claws, the synchronizer and the fork is a means of coupling the shaft and pinion.
  • the translation movement of the fork is given to it, in the systems which interest us here, by a control cylinder movable in rotation.
  • the transformation of the rotation of the barrel in translation of the fork is performed using a track carried by the barrel, which is oriented to produce a cam effect (or ramp effect).
  • the invention aims to solve these problems and proposes a gearbox for a motor vehicle comprising at least one coupling means for coupling a shaft to a pinion mounted around said shaft, said coupling means being movable in translation, a cylinder rotational control device for controlling the translation of said coupling means means for monitoring the angular displacement of the barrel, means for ascertaining whether the control barrel is at a predetermined angular position to initialize said tracking means, and means for controlling a rotation of the barrel until the fact that the barrel is at said predetermined angular position, characterized in that the box further comprises means for disengaging the coupling means of the barrel at least during the implementation of said means for controlling a rotation of the barrel until the observation that the barrel is at said predefined angular position completed and re-engage said coupling means in the barrel for engaging a gear ratio.
  • the means for determining whether the control cylinder is at a predetermined angular position comprises an on-off sensor and a witness placed on a section of the barrel, the all-or-nothing sensor identifying the witness.
  • the box may further comprise an electric motor for controlling the rotation of the barrel, the means for monitoring the angular displacement of the barrel comprising a sensor for monitoring the angular displacement of the barrel placed in the electric control motor.
  • the means for controlling a rotation of the barrel until the observation that the barrel is at said predetermined angular position can control a rotation in one direction and then in opposite direction to find twice the fact that barrel is at said position predetermined angle so as to increase the accuracy of the finding.
  • the box is configured to control the rotation of the barrel. to an initial position at which the coupling means is again engaged in the barrel.
  • said means for disengaging the barrel coupling means may comprise retractable nipples on order interacting, when they are not retracted, with a control track present on the surface of the barrel, and a control unit for order their retraction before initialization or replacement after initialization.
  • the invention also consists in a method of initializing an angular displacement tracking of a gearbox control cylinder for a motor vehicle, the box comprising at least one coupling means for coupling a shaft to a gearbox. pinion mounted around said shaft, said coupling means being movable in translation, said cylinder being movable in rotation to control the translation of said coupling means by means of a control track present on the surface of the cylinder, characterized in that the method comprising disengaging the barrel coupling means followed by a rotation control of the barrel until the fact that the barrel is at a predetermined angular position, to initialize said tracking, and subsequently, a reengagement of the means of coupling in the barrel to engage at least one gear ratio.
  • the invention also provides a computer program, which when implemented by a processor leads to the implementation of the steps of the method according to the invention.
  • FIG. 2 shows a coupling system of the shaft and sprockets of a gearbox comprising a control cylinder
  • FIG. 3 shows the coupling system of the shaft and sprockets of a gearbox comprising a barrel, according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows an aspect of an embodiment of the invention.
  • a control cylinder 100 of a motor vehicle gearbox It is a generally cylindrical piece, of circular section and axis XX, and whose outer circumferential surface carries tracks, here three in number, referenced 1 10, 120 and 130.
  • These tracks which may have a U-shaped profile, are for example the result of a machining of the barrel material, and extend generally over a circumference thereof. They consist of different sections succeeding each other on successive angular sectors. Some sections extend in a plane perpendicular to the axis of the barrel, while other sections (ramps) extend in a plane inclined relative to the axis of the barrel.
  • the cylinder 100 may be driven, relative to the housing of the gearbox, a rotational movement R about the axis XX, due to the action of an electric motor, for example.
  • Each of the tracks 1 10, 120, 130 then constitutes a guide for a corresponding fork actuation nipple (or control stick).
  • the forks are not shown in FIG. 1, but there is a distinction between the stud 21 1 which is guided in the track 1 10, the stud 221 which is guided in the track 120 and the stud 231 which is guided in the track 130.
  • the barrel 100 could order only two forks, or, on the contrary, order a greater number of forks.
  • the barrel serves to control a sequence of gear shifts.
  • the section 1 1 1 is a section in a plane inclined relative to the axis of rotation of the cylinder 100, and the guide pin 21 1 in this section 1 10 in rotation imposes, by a cam effect (ramp effect) , a translation relative to the housing of the gearbox in a direction T parallel to the axis XX, the pin 21 1 and the fork that it controls.
  • the stud 221 is guided by the track 120.
  • Three sections 121, 122 and 123 of the track 120 are visible in Figure 1.
  • the rotation of the barrel 100 brings successively the pin 221 in each of these sections of the track 120.
  • the sections 121 and 123 being in two planes perpendicular to the axis of rotation of the cylinder 100, when the pin 221 is in one or the other of these sections, the rotation of the barrel 100 does not impose any translation movement.
  • the section 122 being in a plane inclined relative to the axis of rotation of the cylinder 100, by a camming effect, when the pin 221 is in the section 122, the rotation of the cylinder 100 causes a translation of the nipple 221.
  • a barrel 100 with two tracks is shown. It has also included the ranges it controls, and the pinions finally coupled to the shaft by the action of the control cylinder.
  • a first track on the barrel 100 consisting of a section 1 1 1 inducing a cam effect and a section 1 12 does not induce camming effect.
  • a second track comprising a camming section 122 and a non-camming section 121.
  • the pins 261 and 262 are guided by the two tracks, respectively. They control forks 213 and 223, respectively via fork axes 212 and 222.
  • the fork axes 212 and 222 are elongated parts parallel to the axis X-X of rotation of the cylinder and on which are fixed at a distance from each other the corresponding nipple, and the corresponding fork beaks.
  • Each of the forks 213 and 223 comprises two nozzles whose ends are axial bearing faces for acting by a support in a direction parallel to the axis X-X on synchronization sleeves of a synchronizer 320, 420 respectively.
  • Synchronizers 320 and 420 have the function of coupling, or decoupling, gears 310, 31 1 or respectively 410, 41 1 defining gear ratios, with a secondary shaft 1000 of the gearbox.
  • the shaft 1000 of the gearbox is parallel to the axis X-X of rotation of the cylinder 100, and also to the axis of the fork 212, 222 respectively.
  • a rotational movement R of the barrel 100 around its axis of rotation XX causes, when a stud is engaged in a camming section of the corresponding track, a translation T of the corresponding fork, the actuation (or one of the two) synchronizer (s) that it controls and the engagement of a gear ratio. It is specified that the barrel 100 shown is able to control two forks and that the invention naturally applies to a cylinder that can control another number of ranges
  • the nipple 261 (or retractable control stick, or else blasting), acting in a direction perpendicular to the fork axis 212, has an end (its ball) which is inserted into the corresponding track of the cylinder 100 and maintained against it by a compression spring of the stud 261.
  • the stud 261 couples in motion the barrel 100 and the fork 213. In addition it maintains in position the fork 213 and its axis 212, by contact with the walls of the track of the barrel 100.
  • the spring of the stud 261 can be controlled so that the entire pin 261 disappears, uncoupling the barrel 100 and the fork 213, the movements of one then causing more movement of the other. To achieve this result, the ball is retracted, to no longer ensure contact with the barrel.
  • the fork axis 222 carries, in the same way, a stud 262 which inserts its end into the corresponding track of the barrel 100 and couples in motion the barrel and the fork 223.
  • the stud 262 also acts to maintain in position the fork 223 and its axis 222, by contact with the walls of the track of the barrel 100.
  • the ball of the stud 262 can also be retracted, to no longer ensure contact with the barrel.
  • the studs 261 and 262 are controlled respectively by control means 271 and 272 which can control the retraction (or erasure) of the corresponding shot.
  • Such a retraction causes the disengagement of the corresponding fork (or disconnection of the fork vis-à-vis the barrel) and the lack of transformation of any rotational movement of the barrel into a rotational movement of the range (the gear ratio controlled by the fork is thus not engaged or disengaged), as well as the absence of any friction between the barrel and the elements of the fork (its pin) stabilizing it.
  • the gearbox according to the invention further comprises stabilization systems 550 and 500 (or stabilization means), mounted to stabilize the sets of compounds on the one hand of the stud 261, of axis 212 and the fork 213, and secondly the stud 262, the axis 222 and the fork 223, when the billing 261 or 262 corresponding is retracted.
  • stabilization systems 550 and 500 or stabilization means
  • Such a stabilization system has the effect of reducing the possibilities of movement of the assembly formed by the stud 262, the axis 222 and the fork 223, including when the blasting 262 is retracted. It may include spring blasting.
  • the stabilization system 500 is free in rotation vis-à-vis the cylinder, and acts for example by relying on the housing 520 of the gearbox or on an element attached to the housing 520 , or kinematically equivalent to the housing.
  • a controlled stabilization system can be used, and it is then expected that it disappears when the fork 223 must be moved to engage the corresponding gear ratio.
  • the stabilization system 500 is coordinated with the rotation control of the cylinder 100 to stabilize the fork 223 when the latter is disengaged from the cylinder and not stabilize it when it is moved to engage a gear ratio.
  • the stabilization system 500 is shown in the figure, applied to stabilize the range 223 because the blasting 262 is disengaged from the corresponding barrel track, and the stabilization system 550 is shown cleared (retracted) because the blasting 261 is engaged in the corresponding track.
  • the forks may have the arrangement shown in Figure 3 around the cylinder 100, shown in a plane perpendicular to its axis.
  • the pins 261, 262 and 263 are arranged in distinct angular sectors and distant from each other around the barrel.
  • the forks 213 and 223, which are driven by the pins 261 and 262 act on free sprockets cooperating with the shaft 1000, while the fork 233, driven by the blasting 263 acts on free sprockets cooperating with the shaft 1001.
  • the forks 213 and 223 are offset relative to one another angularly around the shaft 1000.
  • nipples 261, 262 and 263 are retractable as has been presented in connection with Figure 2.
  • the cylinder 100 is rotated by a cylinder control motor 600, which comprises a sensor 610 for monitoring the angular displacement of the cylinder, which measures continuous way the angular displacement, and increment continuously, accordingly, the contents of a memory 910.
  • a cylinder control motor 600 which comprises a sensor 610 for monitoring the angular displacement of the cylinder, which measures continuous way the angular displacement, and increment continuously, accordingly, the contents of a memory 910.
  • the barrel 100 carries on its circumference, in a given angular sector, a witness 700 for a sensor, for example for an optical sensor.
  • the gearbox comprises, fixed relative to the housing of the box, an on-off sensor 800, for example an optical sensor, configured to detect the presence or passage of the indicator 700 in an angular position about the axis of rotation.
  • the sensor 800 is placed to locate a reference position ⁇ 0 of the cylinder 100 defined relative to the housing.
  • the gearbox further comprises a central unit 900 (or processor) to see if the sensor 800 indicates that the control cylinder 100 is at the angular position indicated by the control 700, and then initialize the tracking of the angular displacement of the cylinder 100 which is performed by the sensor 610 for monitoring the continuous angular displacement, by initializing the contents of the memory 910.
  • a central unit 900 or processor
  • the central unit 900 is also configured to control, during initialization of the continuous angular tracking, a rotation of the barrel 100 to the observation that the barrel is at the angular position identified by the witness 700.
  • the central unit 900 is also configured to control the rotation of the barrel 100 to engage the gear ratios requested by the driver, once the rotation tracking initialized.
  • Figure 4 there is shown a method of implementation of the invention.
  • the invention must be implemented after the motor vehicle has been stopped, that the engine has for example been cut, and that the position of the barrel was lost by loss of the information contained in the memory 910. These events are presented as step 1.
  • the driver wishing to restart and engage a gear ratio the initialization of the rotational tracking of the barrel 100 is controlled. It is started by the disengagement of the forks 213, 223 and 233 vis-à-vis the barrel 100, during a step 2.
  • the reference position ⁇ 0 identified by the sensor 800 is searched.
  • the cylinder 100 is rotated by the engine 600 until the sensor 800 detects the marker 700 in front of it.
  • the sensor 610 measures the displacement and records the value of the angular displacement ⁇ followed since the disengagement of the forks 213, 223 and 233 and the barrel 100.
  • step 3 is followed by a step 4 during which a reverse rotation is applied to the cylinder 100 by the engine 600.
  • the sensor 800 detects again the marker 700 opposite it when passing in the opposite direction.
  • a rotation of an angular displacement value for example - ⁇ is applied to return to the location at which the forks and the barrel have been disengaged.
  • the forks 213, 223 and 233 and the barrel 100 are then reengaged.
  • the memory 910 is initialized on the basis of the two detections of the indicator 700 by the sensor 800.
  • the driver can then engage a gear ratio.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)

Abstract

Boîte de vitesses pour véhicule automobile comprenant au moins un moyen de couplage (213, 223, 233) pour coupler un arbre (1000, 1001 ) à un pignon monté autour dudit arbre (1000, 1001 ), ledit moyen de couplage (213, 223, 233) étant mobile en translation, un barillet de commande (100) mobile en rotation pour commander la translation dudit moyen de couplage (213, 223, 233), un moyen de suivi (610, 910) du déplacement angulaire du barillet (100), un moyen (700, 800, 900) pour constater si le barillet de commande (100) est à une position angulaire prédéterminée (θ0) pour initialiser ledit moyen de suivi (610, 910), et un moyen (600, 900) pour commander une rotation du barillet (100) jusqu'à la constatation du fait que le barillet (100) est à ladite position angulaire prédéterminée (θ0), caractérisée en ce que la boîte comprend de plus des moyens (261, 262, 263, 900) pour désengager le moyen de couplage (213, 223, 233) du barillet (100) pendant la mise en œuvre dudit moyen pour commander (600, 900) une rotation du barillet (100) jusqu'à la constatation du fait que le barillet (100) est à ladite position angulaire prédéterminée (θ0) et réengager ledit moyen de couplage (213, 223, 233) dans le barillet (100) pour l'enclenchement d'un rapport de vitesses.

Description

BOITE DE VITESSES POUR VEHICULE AUTOMOBILE
[0001 ] L'invention porte sur une boîte de vitesses à barillet de commande, un procédé d'initialisation relatif à une telle boîte de vitesses, et un programme informatique permettant de mettre en œuvre le procédé d'initialisation. [0002] Une boîte de vitesses comprend un arbre sur lequel sont montés des pignons libres. Cet arbre est qualifié d'arbre secondaire, par opposition à l'arbre primaire qui porte des pignons fixes. Chaque pignon libre définit avec un pignon fixe un rapport de vitesses.
[0003] Les pignons libres sont en rotation libre vis-à-vis de l'arbre secondaire correspondant sauf quand un crabot et un synchroniseur viennent solidariser l'un des pignons avec l'arbre pour enclencher le rapport de vitesses correspondant. Le synchroniseur est couramment actionné par une fourchette mobile en translation. L'ensemble formé par les crabots, le synchroniseur et la fourchette constitue un moyen de couplage de l'arbre et du pignon.
[0004] Le mouvement de translation de la fourchette lui est donné, dans les systèmes qui nous intéressent ici, par un barillet de commande mobile en rotation. La transformation de la rotation du barillet en translation de la fourchette est opérée à l'aide d'une piste portée par le barillet, qui est orientée pour produire un effet de came (ou effet de rampe).
[0005] On connaît par exemple un tel système du document FR 2 970 31 1 . Il est divulgué dans ce document que la piste du barillet interagit avec un téton d'actionnement (ou crosse de commande) solidaire de la fourchette.
[0006] Dans les systèmes connus, lors du démarrage du moteur, la position angulaire du barillet de commande est généralement inconnue. Il est nécessaire d'initialiser cette position, en actionnant le barillet en rotation et en recherchant un repère présent sur un secteur angulaire de celui-ci. [0007] Néanmoins, la mise en rotation du barillet entraine le passage successif des rapports de vitesses, ce qui est bruyant, créé des chocs, et use les pièces. Des échecs d'engagement de plus peuvent parfois se produire. Enfin, le passage des rapports de vitesses nécessite que le barillet soit entraîné en rotation à une vitesse modérée, et le conducteur doit attendre que l'initialisation soit finie avant d'enclencher le premier rapport de vitesses. Ainsi, le véhicule est indisponible au démarrage pendant un temps désavantageusement prolongé. [0008] FR2850441 divulgue une boîte de vitesses avec barillet de commande, mais ce document n'indique pas comment initialiser la position angulaire du barillet de commande.
[0009] L'invention vise à résoudre ces problèmes et propose une boîte de vitesses pour véhicule automobile comprenant au moins un moyen de couplage pour coupler un arbre à un pignon monté autour dudit arbre, ledit moyen de couplage étant mobile en translation, un barillet de commande mobile en rotation pour commander la translation dudit moyen de couplage un moyen de suivi du déplacement angulaire du barillet, un moyen pour constater si le barillet de commande est à une position angulaire prédéterminée pour initialiser ledit moyen de suivi, et un moyen pour commander une rotation du barillet jusqu'à la constatation du fait que le barillet est à ladite position angulaire prédéterminée, caractérisée en ce que la boîte comprend de plus des moyens pour désengager le moyen de couplage du barillet au moins pendant la mise en œuvre dudit moyen pour commander une rotation du barillet jusqu'à la constatation du fait que le barillet est à ladite position angulaire prédéterminée et réengager ledit moyen de couplage dans le barillet pour l'enclenchement d'un rapport de vitesses.
[0010] Grâce à ces caractéristiques, il est possible de démarrer le véhicule automobile sans perte de temps, et sans solliciter inutilement des pièces mécaniques n'intervenant pas dans le processus d'initialisation de la commande du barillet de commande. Il en résulte un confort supplémentaire pour le conducteur et une durée de vie augmentée pour les mécanismes.
[001 1 ] Par exemple, le moyen pour constater si le barillet de commande est à une position angulaire prédéterminée comprend un capteur tout ou rien et un témoin placé sur une section du barillet, le capteur tout ou rien repérant le témoin.
[0012] La boîte peut de plus comprendre un moteur électrique de commande de la rotation du barillet, le moyen de suivi du déplacement angulaire du barillet comprenant un capteur de suivi du déplacement angulaire du barillet placé dans le moteur électrique de commande.
[0013] Le moyen pour commander une rotation du barillet jusqu'à la constatation du fait que le barillet est à ladite position angulaire prédéterminée peut commander une rotation dans un sens puis en sens inverse pour constater deux fois le fait que barillet est à ladite position angulaire prédéterminée en sorte d'augmenter la précision de la constatation.
[0014] Dans un mode de réalisation, une fois constaté que le barillet est à ladite position angulaire prédéterminée, la boîte est configurée pour commander la rotation du barillet jusqu'à une position initiale à laquelle le moyen de couplage est à nouveau engagé dans le barillet.
[0015] Par exemple, lesdits moyens pour désengager le moyen de couplage du barillet peuvent comprendre des tétons escamotables sur commande interagissant, quand ils ne sont pas escamotés, avec une piste de commande présente à la surface du barillet, et une unité de commande pour commander leur escamotage avant l'initialisation ou leur remise en place après l'initialisation.
[0016] L'invention consiste aussi en un procédé d'initialisation d'un suivi de déplacement angulaire d'un barillet de commande de boîte de vitesses pour véhicule automobile, la boîte comprenant au moins un moyen de couplage pour coupler un arbre à un pignon monté autour dudit arbre, ledit moyen de couplage étant mobile en translation, ledit barillet étant mobile en rotation pour commander la translation dudit moyen de couplage à l'aide d'une piste de commande présente à la surface du barillet, caractérisé en ce que le procédé comprenant un désengagement du moyen de couplage du barillet suivie d'une commande en rotation du barillet jusqu'à la constatation du fait que le barillet est à une position angulaire prédéterminée, pour initialiser ledit suivi, puis ultérieurement, un réengagement du moyen de couplage dans le barillet pour enclencher au moins un rapport de vitesses.
[0017] L'invention propose aussi un programme informatique, qui quand il est mis en œuvre par un processeur conduit à la mise en œuvre des étapes du procédé selon l'invention.
[0018] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 présente un barillet de commande de boîte de vitesses ;
- la figure 2 présente un système de couplage de l'arbre et des pignons d'une boîte de vitesses comprenant un barillet de commande;
- la figure 3 présente le système de couplage de l'arbre et des pignons d'une boîte de vitesses comprenant un barillet, conformément à un mode de réalisation de l'invention.
- la figure 4 présente un aspect d'un mode de réalisation de l'invention. [0019] En figure 1 , on a représenté un barillet de commande 100 de boîte de vitesses de véhicule automobile. Il s'agit d'une pièce de forme générale cylindrique, de section circulaire et d'axe X-X, et dont la surface circonférentielle externe porte des pistes, ici au nombre de trois, référencées 1 10, 120 et 130. Ces pistes, qui peuvent avoir un profil en U, sont par exemple le résultat d'un usinage de la matière du barillet, et s'étendent globalement sur une circonférence de celui-ci. Elles sont constituées de différentes sections se succédant sur des secteurs angulaires successifs. Certaines sections s'étendent dans un plan perpendiculaire à l'axe du barillet, alors que d'autres sections (rampes) s'étendent dans un plan incliné par rapport à l'axe du barillet. [0020] Le barillet 100 peut être animé, par rapport au carter de la boîte de vitesses, d'un mouvement de rotation R autour de l'axe X-X, du fait de l'action d'un moteur électrique, par exemple. Chacune des pistes 1 10, 120, 130 constitue alors un guide pour un téton d'actionnement (ou crosse de commande) de fourchette correspondant. Les fourchettes ne sont pas représentées en figure 1 , mais on y distingue le téton 21 1 qui est guidé dans la piste 1 10, le téton 221 qui est guidé dans la piste 120 et le téton 231 qui est guidé dans la piste 130.
[0021 ] Ainsi, trois fourchettes sont commandées par le barillet 100. Néanmoins, le barillet 100 pourrait ne commander que deux fourchettes, ou, au contraire, commander un plus grand nombre de fourchettes. Le barillet sert à commander une séquence de passage de rapports de vitesses.
[0022] En fonction de sa position en rotation, le barillet 100 va amener le téton 21 1 dans différentes sections de la piste 1 10. Deux sections de la piste 1 10 sont visibles en figure 1 . La section 1 1 1 est une section dans un plan incliné par rapport à l'axe de rotation du barillet 100, et le guidage du téton 21 1 dans cette section 1 10 en rotation impose, par un effet de came (effet de rampe), une translation par rapport au carter de la boîte de vitesses dans une direction T parallèle à l'axe XX, au téton 21 1 et à la fourchette que celui-ci commande. Par contre, quand, du fait d'une rotation supplémentaire du barillet 100 autour de son axe, le téton 21 1 parvient dans la section 1 12 de la piste 1 10, celle-ci étant dans un plan perpendiculaire à l'axe du barillet 100, la rotation de celui-ci n'entraîne plus en translation le téton 21 1 et la fourchette associée.
[0023] Le téton 221 est guidé par la piste 120. Trois sections 121 , 122 et 123 de la piste 120 sont visibles sur la figure 1 . La rotation du barillet 100 amène successivement le téton 221 dans chacune de ces sections de la piste 120. Les sections 121 et 123 étant dans deux plans perpendiculaires à l'axe de rotation du barillet 100, quand le téton 221 se situe dans l'une ou l'autre de ces sections, la rotation du barillet 100 ne lui impose aucun mouvement de translation. A l'inverse, la section 122 étant dans un plan incliné par rapport à l'axe de rotation du barillet 100, par un effet de came, quand le téton 221 est dans la section 122, la rotation du barillet 100 entraîne une translation du téton 221 . [0024] En figure 2, un barillet 100 à deux pistes est représenté. On a également fait figurer les fourchettes qu'il commande, ainsi que les pignons finalement couplés à l'arbre par l'action du barillet de commande.
[0025] On retrouve, comme en figure 1 , une première piste sur le barillet 100, constituée d'une section 1 1 1 induisant un effet de came et une section 1 12 n'induisant pas d'effet de came. On retrouve également une deuxième piste comprenant une section à effet de came 122 et une section sans effet de came 121 . Les tétons 261 et 262 (ou crosses de commande) sont guidés par les deux pistes, respectivement. Ils commandent des fourchettes 213 et 223, respectivement par l'intermédiaire d'axes de fourchette 212 et 222.
[0026] Les axes de fourchette 212 et 222 sont des pièces allongées parallèlement à l'axe X-X de rotation du barillet et sur lesquelles sont fixés à distance l'un de l'autre le téton correspondant, et les becs de fourchette correspondants.
[0027] Chacune des fourchettes 213 et 223 comporte deux becs dont les extrémités constituent des faces d'appui axiales pour agir par un appui suivant une direction parallèle à l'axe X-X sur des manchons de synchronisation d'un synchroniseur 320, respectivement 420.
[0028] Les synchroniseurs 320 et 420 ont pour fonction de coupler, ou de découpler, des pignons 310, 31 1 ou respectivement 410, 41 1 définissant des rapports de vitesses, avec un arbre secondaire 1000 de la boîte de vitesses.
[0029] L'arbre 1000 de la boîte de vitesses est parallèle à l'axe X-X de rotation du barillet 100, et également à l'axe de fourchette 212, respectivement 222.
[0030] Ainsi, un mouvement de rotation R du barillet 100 autour de son axe de rotation X-X provoque, quand un téton est engagé dans une section à effet de came de la piste correspondante, une translation T de la fourchette correspondante, l'actionnement du (ou d'un des deux) synchroniseur(s) que celle-ci commande et l'enclenchement d'un rapport de vitesses. [0031 ] On précise que le barillet 100 représenté est en mesure de commander deux fourchettes et que l'invention s'applique naturellement à un barillet pouvant commander un autre nombre de fourchettes
[0032] Le téton 261 (ou crosse de commande rétractable, ou encore billage), agissant dans une direction perpendiculaire à l'axe de fourchette 212, a une extrémité (sa bille) qui est insérée dans la piste correspondante du barillet 100 et maintenue contre celle-ci par un ressort en compression du téton 261 .
[0033] Ainsi, le téton 261 couple en mouvement le barillet 100 et la fourchette 213. De plus il maintient en position la fourchette 213 et son axe 212, par contact avec les parois de la piste du barillet 100.
[0034] Le ressort du téton 261 peut être piloté pour que l'ensemble du téton 261 s'efface, découplant le barillet 100 et la fourchette 213, les mouvements de l'un n'entraînant alors plus de mouvement de l'autre. Pour obtenir ce résultat, la bille est rétractée, pour ne plus assurer de contact avec le barillet. [0035] L'axe de fourchette 222 porte, de la même manière, un téton 262 qui insère son extrémité dans la piste correspondante du barillet 100 et couple en mouvement le barillet et la fourchette 223. Le téton 262 agit également pour maintenir en position la fourchette 223 et son axe 222, par contact avec les parois de la piste du barillet 100. La bille du téton 262 peut aussi être rétractée, pour ne plus assurer de contact avec le barillet. [0036] Les tétons 261 et 262 sont pilotés respectivement par des moyens de pilotage 271 et 272 qui peuvent commander la rétractation (ou effacement) du billage correspondant.
[0037] Une telle rétractation entraine le désengagement de la fourchette correspondante (ou désolidarisation de la fourchette vis-à-vis du barillet) et l'absence de transformation de tout mouvement de rotation du barillet en un mouvement de rotation de la fourchette (le rapport de vitesses commandé par la fourchette n'est donc pas enclenché ou désenclenché), ainsi que l'absence de tout frottement entre le barillet et les éléments de la fourchette (son téton) stabilisant celle-ci.
[0038] Le téton 261 est représenté engagé dans la piste correspondante du barillet, et le téton 262 est représenté désengagé de la piste correspondante. [0039] Pour stabiliser les fourchettes 213 et 223, la boîte de vitesses selon l'invention comprend de plus des systèmes de stabilisation 550 et 500 (ou moyens de stabilisation), montés pour stabiliser les ensembles composés d'une part du téton 261 , de l'axe 212 et de la fourchette 213, et d'autre part du téton 262, de l'axe 222 et de la fourchette 223, quand le billage 261 ou 262 correspondant est rétracté.
[0040] Un tel système de stabilisation a pour effet de diminuer les possibilités de mouvement de l'ensemble formé par le téton 262, l'axe 222 et la fourchette 223, y compris quand le billage 262 est rétracté. Il peut comprendre un billage à ressort.
[0041 ] Dans tous les cas, le système de stabilisation 500 est libre en rotation vis-à-vis du barillet, et agit par exemple en s'appuyant sur le carter 520 de la boîte de vitesses ou sur un élément fixé au carter 520, ou cinématiquement équivalent au carter. Le même commentaire s'applique au système de stabilisation 550. [0042] Un système de stabilisation piloté peut être utilisé, et il est alors prévu que celui-ci s'efface quand la fourchette 223 doit être déplacée pour enclencher le rapport de vitesses correspondant. Ainsi, le système de stabilisation 500 est coordonné avec la commande de rotation du barillet 100 pour stabiliser la fourchette 223 quand celle-ci est désengagée du barillet et ne pas la stabiliser quand elle est déplacée pour enclenchement d'un rapport de vitesses. Ainsi, le système de stabilisation 500 est représenté sur la figure, appliqué pour stabiliser la fourchette 223 car le billage 262 est désengagé de la piste du barillet correspondante, et le système de stabilisation 550 est représenté effacé (rétracté), car le billage 261 est engagé dans la piste correspondante.
[0043] Dans le cadre d'une boîte à double embrayage, possédant deux arbres secondaires 1000 et 1001 , les fourchettes peuvent avoir la disposition représentée en figure 3 autour du barillet 100, représenté dans un plan perpendiculaire à son axe. Les tétons 261 , 262 et 263 sont disposés en des secteurs angulaires distincts et éloignés les uns des autres autour du barillet. Les fourchettes 213 et 223, qui sont entraînées par les tétons 261 et 262 agissent sur des pignons libres coopérant avec l'arbre 1000, alors que la fourchette 233, entraînée par le billage 263 agit sur des pignons libres coopérant avec l'arbre 1001 . Les fourchettes 213 et 223 sont décalées l'une par rapport à l'autre angulairement autour de l'arbre 1000.
[0044] D'autres implantations des fourchettes sur un ou deux arbres secondaires sont compatibles avec l'invention.
[0045] Les tétons 261 , 262 et 263 sont rétractables comme cela a été présenté en relation avec la figure 2.
[0046] Le barillet 100 est entraîné en rotation par un moteur de commande de barillet 600, qui comprend un capteur 610 de suivi du déplacement angulaire du barillet, qui mesure de manière continue le déplacement angulaire, et incrémente de manière continue, en conséquence, le contenu d'une mémoire 910.
[0047] Le barillet 100 porte sur sa circonférence, en un secteur angulaire donné, un témoin 700 pour capteur, par exemple pour capteur optique. La boîte de vitesses comporte, fixe par rapport au carter de la boîte, un capteur 800 tout ou rien, par exemple un capteur optique, configuré pour repérer la présence ou le passage du témoin 700 en une position angulaire autour de l'axe de rotation X-X du barillet 100. Le capteur 800 est placé pour repérer une position de référence θ0 du barillet 100 définie par rapport au carter.
[0048] La boîte de vitesses comprend de plus une unité centrale 900 (ou processeur) pour constater si le capteur 800 indique que le barillet de commande 100 est à la position angulaire repérée par le témoin 700, et initialiser alors le suivi du déplacement angulaire du barillet 100 qui est effectué par le capteur 610 de suivi du déplacement angulaire continu, en initialisant le contenu de la mémoire 910.
[0049] L'unité centrale 900 est également configurée pour commander, lors d'une initialisation du suivi angulaire continu, une rotation du barillet 100 jusqu'à la constatation du fait que le barillet est à la position angulaire repérée par le témoin 700.
[0050] L'unité centrale 900 est également configurée pour piloter la rotation du barillet 100 pour enclencher les rapports de vitesses demandés par le conducteur, une fois le suivi en rotation initialisé. [0051 ] En figure 4, on a représenté un procédé de mise en œuvre de l'invention.
[0052] Typiquement, l'invention doit être mise en œuvre après que le véhicule automobile a été stoppé, que le moteur thermique a par exemple été coupé, et que la position du barillet a été perdue par perte de l'information contenue dans la mémoire 910. Ces événements sont présentés comme étape 1 . [0053] Le conducteur souhaitant redémarrer et enclencher un rapport de vitesses, l'initialisation du suivi en rotation du barillet 100 est commandée. Elle est entamée par le désengagement des fourchettes 213, 223 et 233 vis-à-vis du barillet 100, au cours d'une étape 2.
[0054] Puis, au cours d'une étape 3, la position de référence θ0 repérée par le capteur 800 est recherchée. Le barillet 100 est mu en rotation par le moteur 600 jusqu'à ce que le capteur 800 détecte le repère 700 en face de lui. Pendant ce mouvement, le capteur 610 mesure le déplacement et consigne la valeur du déplacement angulaire ΔΘ suivi depuis le désengagement des fourchettes 213, 223 et 233 et du barillet 100.
[0055] Dans un mode de réalisation préféré, il est mis en œuvre une double détection de la position : l'étape 3 est suivie d'une étape 4 au cours de laquelle une rotation inverse est appliquée au barillet 100 par le moteur 600. Le capteur 800 détecte à nouveau le repère 700 en face de lui lors d'un passage en sens inverse. De plus une rotation d'une valeur de déplacement angulaire par exemple -ΔΘ est appliquée pour revenir à l'emplacement auquel les fourchettes et le barillet ont été désengagés. Les fourchettes 213, 223 et 233 et le barillet 100 sont alors réengagés. [0056] La mémoire 910 est initialisée sur la base des deux détections du témoin 700 par le capteur 800.
[0057] Le conducteur peut ensuite enclencher un rapport de vitesses.
[0058] Grâce au processus proposé, le temps de démarrage est réduit, ainsi que le bruit, la sollicitation des pièces et les risques d'échecs d'engagement. [0059] L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation présenté, mais s'étend à toutes les variantes dans le cadre de la portée des revendications.

Claims

REVENDICATIONS
Boîte de vitesses pour véhicule automobile comprenant au moins un moyen de couplage (212, 213, 223, 233) pour coupler un arbre (1000, 1001 ) à un pignon (310, 31 1 , 410,41 1 ) monté autour dudit arbre (1000, 1001 ), ledit moyen de couplage (212, 213, 223, 233) étant mobile en translation, un barillet de commande (100) mobile en rotation pour commander la translation dudit moyen de couplage (212, 213, 223, 233), un moyen de suivi (610, 910) du déplacement angulaire du barillet (100), un moyen (700, 800, 900) pour constater si le barillet de commande (100) est à une position angulaire prédéterminée (θ0) pour initialiser ledit moyen de suivi (610, 910), et un moyen (600, 900) pour commander une rotation du barillet (100) jusqu'à la constatation du fait que le barillet (100) est à ladite position angulaire prédéterminée (θ0), caractérisée en ce que la boîte comprend de plus des moyens (261 , 262, 263, 900) pour désengager le moyen de couplage (212, 213, 223, 233) du barillet (100) pendant la mise en œuvre dudit moyen pour commander (600, 900) une rotation du barillet (100) jusqu'à la constatation du fait que le barillet (100) est à ladite position angulaire prédéterminée (θ0) et réengager ledit moyen de couplage (212, 213, 223, 233) dans le barillet (100) pour l'enclenchement d'un rapport de vitesses.
Boîte de vitesses selon la revendication 1 , dans laquelle le moyen (700, 800, 900) pour constater si le barillet de commande (100) est à une position angulaire prédéterminée (θ0) comprend un capteur tout ou rien (800) et un témoin (700) placé sur une section du barillet (100), le capteur tout ou rien (800) repérant le témoin (700).
Boîte de vitesses selon la revendication 1 , comprenant de plus un moteur électrique (600) de commande de la rotation du barillet, le moyen de suivi (610, 910) du déplacement angulaire du barillet (100) comprenant un capteur de suivi (610) du déplacement angulaire du barillet (100) placé dans ledit moteur électrique (600) de commande.
Boîte de vitesses selon la revendication 1 , dans laquelle le moyen pour commander (600, 900) une rotation du barillet jusqu'à la constatation du fait que le barillet (100) est à ladite position angulaire prédéterminée (θ0) commande une rotation dans un sens puis en sens inverse pour constater deux fois le fait que barillet (100) est à ladite position angulaire prédéterminée (θ0) en sorte d'augmenter la précision de la constatation.
Boîte de vitesses selon la revendication 1 , dans laquelle une fois constaté que le barillet (100) est à ladite position angulaire prédéterminée (θ0), la boîte est configurée pour commander la rotation du barillet (100) jusqu'à une position initiale à laquelle le moyen de couplage (212, 213, 223, 233) est à nouveau engagé dans le barillet (100).
Boîte de vitesses selon la revendication 1 , dans laquelle lesdits moyens pour désengager (261 , 262, 263, 900) le moyen de couplage (212, 213, 223, 233) du barillet (100) comprennent des tétons escamotables (261 , 262, 263) sur commande interagissant, quand ils ne sont pas escamotés, avec une piste de commande (1 10, 120, 130, 1 1 1 , 1 12, 121 , 122) présente à la surface du barillet (100), et une unité de commande (900) pour commander leur escamotage avant l'initialisation ou leur remise en place après l'initialisation.
Procédé d'initialisation d'un suivi de déplacement angulaire d'un barillet de commande de boîte de vitesses pour véhicule automobile, la boîte comprenant au moins un moyen de couplage pour coupler un arbre à un pignon monté autour dudit arbre, ledit moyen de couplage étant mobile en translation, ledit barillet étant mobile en rotation pour commander la translation dudit moyen de couplage à l'aide d'une piste de commande présente à la surface du barillet, caractérisé en ce que le procédé comprenant un désengagement (2) du moyen de couplage du barillet suivie d'une commande (3) en rotation du barillet jusqu'à la constatation du fait que le barillet est à une position angulaire prédéterminée, pour initialiser ledit suivi, puis ultérieurement, un réengagement (4) du moyen de couplage dans le barillet.
Programme informatique, qui quand il est mis en œuvre par un processeur (900) conduit à la mise en œuvre des étapes du procédé selon la revendication 7.
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