FR2714952A1 - Gear selector enabling transformation of H=pattern gear selection to linear selection in motor vehicle gearbox - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif mécanique permettant de transformer la sélection classique et complexe en H d'une boite de vitesse conventionnelle en sélection linéaire simple (comme sur une boite de vitesse moto). The present invention relates to a mechanical device making it possible to transform the conventional and complex selection in H of a conventional gearbox into simple linear selection (as on a motorcycle gearbox).
L'usage d'un tel dispositif est destiné à la compétition automobile ou sur véhicule de série à l'aide à la conduite pour personnes à mobilité réduite. The use of such a device is intended for automobile competition or on serial vehicles for driving assistance for people with reduced mobility.
L'idéal en compétition automobile étant de décharger au maximum le pilote de toute autre tache que la conduite, les changements de rapports sont un facteur très important de fatigue et de risque d'erreur; en effet il n'est pas rare d'enregistrer vingt (et parfois plus) changements de rapports au Km. De plus les crabots de boite de vitesse quand ils commencent à s'user, ont une fâcheuse tendance à faire "sauter" les rapports. The ideal in motor racing being to discharge the driver as much as possible from any task other than driving, gear changes are a very important factor of fatigue and risk of error; in fact it is not uncommon to record twenty (and sometimes more) gear changes per km. In addition, the gearbox dogs when they start to wear out, have an annoying tendency to "jump" the gears .
Le temps de passage d'un rapport est difficile à déterminer avec précision mais, sur un changement de vitesse qui dure entre 0,5 et 0,7 secondes, si l'on arrive à grappiller 0,05 à 0,1 seconde, le gain au Km va être très important. The shift time of a gear is difficult to determine with precision but, on a change of speed which lasts between 0.5 and 0.7 seconds, if we manage to grab 0.05 to 0.1 second, the gain per km will be very important.
Deux solutions existent actuellement:
1 - Soit monter une boite de vitesse séquentielle (le levier n'a qu'un mouvement linéaire avant/arrière, on le pousse pour monter les rapports, on le tire pour les descendre). Mais la solution est chère car elle nécessite d'abandonner la boite existante et entratne bien souvent des modifications fondamentales de l'environnement.Two solutions currently exist:
1 - Either mount a sequential gearbox (the lever only has a linear forward / backward movement, you push it to raise the reports, you pull it to lower them). But the solution is expensive because it requires abandoning the existing box and often leads to fundamental changes in the environment.
2 - Soit robotiser une boite de vitesse conventionnelle, ce qui est fait au moyen de vérins hydrauliques qui décomposent les mouvements et par une gestion électronique très poussée. Là encore le coût est énorme et le système ne peut être utilisé que par des équipes très puissantes ou par de grands constructeurs. 2 - Either robotize a conventional gearbox, which is done by means of hydraulic jacks which break down the movements and by very advanced electronic management. Again the cost is enormous and the system can only be used by very powerful teams or by large manufacturers.
Le mécanisme selon l'invention apporte une solution à michemin entre les deux systèmes précédents puisqu'il permet de conserver la boite de vitesse existante et donc son environnement, mais de la munir d'une sélection dite séquentielle entièrement mécanique. The mechanism according to the invention provides a solution halfway between the two previous systems since it makes it possible to conserve the existing gearbox and therefore its environment, but to provide it with a so-called entirely mechanical sequential selection.
Cette sélection s'effectue au moyen d'un levier pour le mode de commande mécanique ou de deux électroaimants actionnés par deux interrupteurs sur le volant pour le mode de commande électrique. Les commandes électriques et mécaniques pouvant être utilisées indifféremment à tout moment. Le levier commence à actionner le sélecteur au delà de la course des électroaimants, ceci afin d'éviter d'entraîner la tringlerie inutilement lors de l'utilisation de la commande électrique. This selection is made by means of a lever for the mechanical control mode or two electromagnets actuated by two switches on the steering wheel for the electric control mode. The electrical and mechanical controls can be used interchangeably at any time. The lever begins to actuate the selector beyond the travel of the electromagnets, this in order to avoid driving the linkage unnecessarily when using the electric control.
Le dispositif se fixe directement sur la boite de vitesse et actionne directement le doigt de commande des vitesses: en translation par l'intermédiaire d'une fourchette pour l'enclenchement, en rotation par l'intermédiaire d'une tringle pour la sélection. The device attaches directly to the gearbox and directly actuates the speed control finger: in translation via a fork for engagement, in rotation through a rod for selection.
La fourchette chargée de l'enclenchement est actionnée par deux doigts palpeurs liés desmodromiquement à deux plateaux à cames. n en est de meme pour la tringle qui, elle, est chargée de la sélection. The fork in charge of the engagement is actuated by two feeler fingers linked desmodromically to two cam plates. The same is true for the rod, which is responsible for the selection.
Le sélecteur entraîne en rotation un axe indexé dont sont solidaires les quatre plateaux à cames en charge de la sélection et de l'enclenchement, le plateau à cames de l'indexage et le plateau à cames actionnant les interrupteurs faisant afficher au tableau de bord le rapport sélectionné. L'indexage est réalisé au moyen d'un doigt palpeur muni d'un solide ressort de rappel. The selector rotates an indexed axis to which the four cam plates in charge of selection and engagement are attached, the indexing cam plate and the cam plate actuating the switches causing the dashboard to display the selected report. Indexing is carried out by means of a feeler finger provided with a solid return spring.
Ce doigt commande en outre un interrupteur commandant un embrayage électrique ainsi que la coupure de l'injection ou de l'allumage du moteur, le temps du passage de la vitesse. Cette fonction est bloquée électriquement pour les passages de:
* 1 erse vers point mort
* de point mort vers marche arrière
* de marche arrière vers point mort
* de point mort vers 1 ere.This finger also controls a switch controlling an electric clutch as well as cutting off the injection or ignition of the engine, for the time required to change gear. This function is electrically blocked for passages from:
* 1 verse towards neutral
* from neutral to reverse
* reverse to neutral
* from neutral to 1 st.
Dessins annexés illustrant l'invention:
La fig. 1 représente le levier d'une boite de vitesse traditionnelle et la grille en H avec position des rapports.Annexed drawings illustrating the invention:
Fig. 1 shows the lever of a traditional gearbox and the H-grid with gear position.
La fig.2 représente le levier de sélection d'une boite dite séquentielle ainsi que les positions atteinte par le levier lors des changements de rapport. Fig.2 shows the selection lever of a so-called sequential gearbox as well as the positions reached by the lever during gear changes.
La fig.3 représente le volant muni des interrupteurs de changement de vitesses. Fig.3 shows the steering wheel fitted with gear change switches.
Les fig.4, 5, 6 représentent le groupe de plateaux de genre A ainsi que les diverses positions atteintes au cours des enclenchements/déclenchements et passage au point mort. Figs. 4, 5, 6 show the group of type A chainrings as well as the various positions reached during latching / unlatching and shifting to neutral.
Les fig. 7, 8, 9 représentent le groupe de plateaux de genre B ainsi que les diverses positions atteintes au cours des sélections de gamme. Figs. 7, 8, 9 represent the group of type B chainrings as well as the various positions reached during range selections.
La fig. 10 représente un croquis en perspective montrant une vue d'ensemble du boîtier ainsi que toutes les pièces principales de la chaîne cinématique. Fig. 10 shows a perspective sketch showing an overview of the housing as well as all the main parts of the kinematic chain.
La fig. il représente un plateau de genre A. Fig. it represents a plateau of genus A.
La fig. 12 représente un plateau de genre B. Fig. 12 represents a tray of genus B.
La fig. 13 représente le début d'un changement de gamme de vitesse. Fig. 13 represents the start of a speed range change.
La fig. 14 représente le plateau d'indexage. Fig. 14 shows the indexing plate.
Décomposition étape par étape des différentes phases du fonctionnement. Pour cette etude, la boite de vitesse de référence est une HEWLAND MK9 à 5 vitesses + marche arrière. Ce modèle n'étant pas limitatif; le système pouvant se monter sur la plupart des boites de vitesses existantes. Le plateau d'indexage (1 S) comporte 7 positions : 5 vitesses + 1 marche arrière + 1 point mort (fig. 14). Step by step breakdown of the different phases of operation. For this study, the reference gearbox is a HEWLAND MK9 with 5 speeds + reverse gear. This model is not limiting; the system can be fitted to most existing gearboxes. The indexing plate (1 S) has 7 positions: 5 speeds + 1 reverse + 1 neutral position (fig. 14).
Au repos le tambour est sur une position intermédiaire stable : le "point mort" Le plateau est maintenu sur cette position stable par le doigt d'indexage (28) poussé par un solide ressort de rappel (30). Dans cette position:
L'enclenchement est au point mort dans la position de la fig.5. Les deux plateaux à cames de genre A chargés de l'enclenchement (fig.ll) représentent une étoile à trois branches (le O 1 correspondant au point mort ; le O 2 correspondant aux vitesses AR, 2ème et 4ème ; le O 3 correspondant aux vitesses ibère, 3ème et 5ème) et sont décalés angulairement de 60 avec possibilité de fin réglage.At rest, the drum is in a stable intermediate position: "neutral" The plate is held in this stable position by the indexing finger (28) pushed by a solid return spring (30). In this position:
The engagement is in neutral in the position of fig. 5. The two A-type cam plates in charge of engagement (fig. 11) represent a three-pointed star (O 1 corresponding to neutral position; O 2 corresponding to AR, 2nd and 4th gear; O 3 corresponding to Iberian, 3rd and 5th gear) and are angularly offset by 60 with the possibility of fine adjustment.
La sélection est dans la position de la fig.7. Les plateaux à cames de genre B (fig.12) chargés des changements de gammes, représentent un disque avec trois acrs de cercles concentriques à 120 rejoints par deux rampes (le O 1 correspondant à la gamme AR/lère, le O 2 correspondant à la gamme 2ème/3ème, le O 3 correspondant à la gamme 4ème/Sème) et sont décalés angulairement de 115 avec possibilité de fin réglage. The selection is in the position of fig. 7. The type B cam plates (fig.12) responsible for range changes, represent a disc with three acrs of concentric circles at 120 joined by two ramps (the O 1 corresponding to the AR / lère range, the O 2 corresponding to the 2nd / 3rd range, the O 3 corresponding to the 4th / Seme range) and are angularly offset by 115 with the possibility of fine adjustment.
La came (14) actionne l'interrupteur (22) faisant apparaître "0" sur l'afficheur numérique
(18).The cam (14) actuates the switch (22) showing “0” on the digital display
(18).
La came (31) actionne l'interrupteur (32) empêchant la commande électrique de l'embrayage
ainsi que la coupure moteur.The cam (31) actuates the switch (32) preventing the electrical control of the clutch
as well as the engine shutdown.
Phase 1: Le pilote embraye et tire à fond sur le levier (1). Rotation d'1/12e de tour (soit 30 ) du tambour dans le sens horaire.Phase 1: The pilot engages and pulls fully on the lever (1). Rotate 1/12 of a turn (30) of the drum clockwise.
L'enclenchement se met dans la position de la fig.4. The engagement is put in the position of fig. 4.
La sélection reste dans la position de la fig.7. The selection remains in the position of fig. 7.
La vitesse passée est donc la marche amere. The speed passed is therefore bitter.
La came (14) actionne l'interrupteur (21) et fait apparaître un "A" sur l'afficheur (18). The cam (14) actuates the switch (21) and shows an "A" on the display (18).
La came (31) actionne l'interrupteur (32) empêchant la commande électrique de l'embrayage
ainsi que la coupure moteur.The cam (31) actuates the switch (32) preventing the electrical control of the clutch
as well as the engine shutdown.
Le doigt d'indexage (28) actionne l'interrupteur (29) de commande de l'embrayage, sans
effet puisque l'interrupteur (32) est "ouvert"
Phase 2 Le pilote embraye et pousse à fond le levier (2). Rotation d'1/6e de tour (soit 600)-du tambour (33) dans le sens anti-horaire.The indexing finger (28) actuates the clutch control switch (29), without
effect since the switch (32) is "open"
Phase 2 The pilot engages and fully pushes the lever (2). Rotation of 1/6 of a turn (i.e. 600) - of the drum (33) counterclockwise.
L'enclenchement se met dans la position de la fig.6. The engagement is put in the position of fig. 6.
La sélection reste dans la position de la fig.7. The selection remains in the position of fig. 7.
La vitesse passée est donc la 1 père. The speed passed is therefore the 1st father.
La came (14) actionne l'interrupteur (23) et fait apparaître 1 sur l'afficheur numérique (18)?
La came (31) actionne l'interrupteur (32) bloquant la commande de l'embrayage
Phase 3 : Ce passage est très important car il y a là un changement de gamme de vitesse. Le pilote sans embrayer pousse le levier à fond. Rotation d'1/6e de tour (soit 60 ) du tambour (33) dans le sens anti-horaire. The cam (14) actuates the switch (23) and shows 1 on the digital display (18)?
The cam (31) actuates the switch (32) blocking the clutch control
Phase 3: This passage is very important because there is a change in speed range there. The pilot without engaging the gear pushes the lever fully. Rotate 1/6 of a turn (60) of the drum (33) counterclockwise.
L'enclenchement quitte la position de la fig.6 pour se stabiliser sur la position de la fig.4. The engagement leaves the position of fig. 6 to stabilize on the position of fig. 4.
La sélection quitte la position de la fig.7 pour la position de la fig.8. The selection leaves the position of fig. 7 for the position of fig. 8.
La vitesse passée est donc la 2ème. The speed passed is therefore the 2nd.
A noter que le début de changement de gamme sur le plateau (12) coïncide avec le début de passage sur un point mort sur le plateau (10) afin de bien décomposer les mouvements d'enclenchement/déclenchement et de sélection. Pour ce faire il est primordial que les angles a et '3soient égaux (fig.13). Note that the start of range change on the plate (12) coincides with the start of passage on a neutral point on the plate (10) in order to decompose the interlocking / tripping and selection movements. To do this, it is essential that the angles a and '3 are equal (fig. 13).
La came (14) actionne l'interrupteur (24) et fait apparaître 2 sur l'afficheur numérique (18). The cam (14) actuates the switch (24) and brings up 2 on the digital display (18).
La came (31) quitte l'interrupteur (32). The cam (31) leaves the switch (32).
Le doigt d'indexage (28) actionne l'interrupteur (29) qui commande l'embrayage et la
coupure moteur le temps du passage du rapport.The indexing finger (28) actuates the switch (29) which controls the clutch and the
engine shutdown while shifting.
Phase 4 : Le pilote sans embrayer pousse le levier à fond.Phase 4: The driver without engaging the gear pushes the lever fully.
Hormis l'embrayage, cette phase est identique à la phase 2, la vitesse passée est la 3ème. Except for the clutch, this phase is identical to phase 2, the speed passed is the 3rd.
Phase 5 : Le pilote sans embrayer pousse le levier à fond.Phase 5: The pilot without engaging the gear pushes the lever fully.
La sélection quitte la position de la fig.gpour la position de la fig.9
Cette phase est identique à la phase 3. La vitesse passée est la 4ème.The selection leaves the position of fig.gfor the position of fig.9
This phase is identical to phase 3. The speed passed is the 4th.
Phase 6 : Le pilote sans embrayer pousse le levier à fond.Phase 6: The pilot without engaging the gear pushes the lever fully.
Cette phase est identique à la phase 4. La vitesse passée est la 5ème. This phase is identical to phase 4. The speed passed is the 5th.
Pour revenir au point mort, il faudra tirer le levier 5 fois de suite et n'utiliser l'embrayage que pour ce retour de 1ère vers point mort. Pour le passage de point mort vers marche arrière il faut dégager le doigt de verrouillage (35) au moyen de la poignée (34) sur le levier (1) ceci par sécurité pour ne pas risquer de passer la marche arrière depuis la lère suite à une erreur de manipulation. Le doigt (35) sert en outre de butée lors du retour de lère vers point mort. To return to neutral, the lever must be pulled 5 times in succession and the clutch should only be used for this return from 1st to neutral. For shifting from neutral to reverse gear, the locking finger (35) must be released by means of the handle (34) on the lever (1) for safety reasons, so as not to risk reversing from the 1st gear after a handling error. The finger (35) also serves as a stop when the gear returns to neutral.
lorsqu'une vitesse est enclenchée, le culbuteur se trouve sur une tète de came du plateau (10) et dans un creux de came du plateau (1 1). La vitesse enclenchée ne peut donc pas sauter (fig. 4). when a gear is engaged, the rocker is on a cam head of the plate (10) and in a cam hollow of the plate (1 1). The engaged speed cannot therefore jump (fig. 4).
A titre d'exemple non limitatif, le boîtier en alliage d'aluminium aura des dimensions de l'ordre de 170*150*80 mm. Les axes du tambour (33) et des culbuteurs (8) et (9) sont montés sur roulements, les plateaux à cames sont découpés dans de la tôle E24.2 épaisseur 4 mm par laser avec une précision de 0, I mm. Toutes les pièces mécaniques sont réalisées en acier A60. By way of nonlimiting example, the aluminum alloy case will have dimensions of the order of 170 * 150 * 80 mm. The axes of the drum (33) and of the rocker arms (8) and (9) are mounted on bearings, the cam plates are cut from sheet E24.2 4 mm thick by laser with an accuracy of 0.1 mm. All mechanical parts are made of A60 steel.
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|---|---|---|---|
| FR9400291A FR2714952B1 (en) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | Mechanical linear selection device for conventional gearbox and H-selection. |
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| FR9400291A FR2714952B1 (en) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | Mechanical linear selection device for conventional gearbox and H-selection. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2714952A1 true FR2714952A1 (en) | 1995-07-13 |
| FR2714952B1 FR2714952B1 (en) | 1996-04-19 |
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ID=9458977
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| FR9400291A Expired - Fee Related FR2714952B1 (en) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | Mechanical linear selection device for conventional gearbox and H-selection. |
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Legal Events
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| ST | Notification of lapse |