FR2813109A1

FR2813109A1 - Unite d'actionneur de boite de vitesses

Info

Publication number: FR2813109A1
Application number: FR0110898A
Authority: FR
Inventors: Jorg Metzger; Georg Schneider
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 2000-08-21
Filing date: 2001-08-17
Publication date: 2002-02-22
Anticipated expiration: 2021-08-17
Also published as: FR2813109B1; ITMI20011801A1; DE10137589A1; ITMI20011801A0

Abstract

L'invention concerne une boîte de vitesses. Dans une unité d'actionneur servant à actionner une boîte de vitesses automatisée, au moyen d'un élément de commutation, comprenant un actionneur (4) possédant une section mécanique de transmission de force (5) disposée entre l'actionneur (4) et la boîte de vitesses (1), et une unité de commande, la boîte de vitesses (1) comportant plusieurs étages de vitesses devant être commutés dans des voies de commutation différentes, l'unité d'actionneur (2) de la boîte de vitesses est agencée de telle sorte que l'unité de commande identifie les voies de commutation différentes. Application notamment aux boîtes de vitesses automatisées.

Description

<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne une unité d'actionneur de boîte de vitesses pour actionner une boîte de vitesses automatisée, au moyen d'un élément de commutation, comprenant un actionneur possédant une section mécanique de transmission de force disposée entre l'actionneur et la boîte de vitesses, et une unité de commande, la boîte de vitesses comportant plusieurs étages de vitesses devant être commutés dans des voies de commutation différentes.

L'invention concerne également une boîte de vitesses pour un véhicule automobile comportant au moins un arbre d'entraînement ainsi qu'un arbre mené et plusieurs étages de vitesse devant être commutés dans différentes voies de commutation, qui peuvent être commutées au moyen d'une unité d'actionneur de boîte de vitesses avec un actionneur et une section de transmission de force entre l'actionneur et la boîte de vitesses et une unité de commande et un élément de commutation actionné par cette unité.

L'invention concerne un procédé pour identifier la position d'un élément de commutation dans une boîte de vitesses, selon lequel l'élément de commutation est commandé par un actionneur pour la mise en oeuvre d'au moins un déplacement de sélection, et la boîte de vitesses possède des étages de vitesse devant être commutés dans différentes voies de commutation et il est prévu une unité de commande pour commander l'actionneur.

On connaît déjà de nombreuses formes de réalisation de boîtes de vitesses pour véhicules automobiles. Jusqu'à présent, sous ce concept de boîtes de vitesses on désigne principalement des boites de vitesses à action- nement manuel, dans lesquelles le conducteur d'un véhicule automobile équipé d'une telle boîte de vitesses a exécuté le processus de sélection de la voie de commutation et a exécuté le processus de commutation de changement de vitesse manuellement à l'aide du levier de changement de vitesse.

En dehors de ces boîtes de vitesses actionnées manuellement, on connaît également des boîtes de vitesses déjà automatisées, dans lesquelles le processus de sélection et la commutation de l'étage de vitesse sélectionné peuvent être exécutés par l'intermédiaire d'actionneurs prévus dans la boîte de vitesses, d'une manière commandée au moyen d'un programme.

Dans une telle boîte de vitesses automatisée, il est nécessaire de connaître la position d'un élément de commutation pour actionner la boîte de vitesses, par exemple sous la forme d'un doigt de commutation. Si en effet on connaît la position du doigt de commutation dans la boîte de vitesses, on peut réduire le nombre de déplacements de référence, c'est-à- dire l'approche vers un point de référence, dans la position connue dans la boîte de vitesses, et réalisée par exemple sous la forme d'une butée. Lorsqu'en effet le doigt de commutation doit être déplacé vers le point de référence dans la boîte de vitesses, la vitesse engagée à cet instant doit en effet être désenclenchée et à cet effet il se produit une interruption de la force de traction, et de ce fait en outre un certain temps est nécessaire pour s'approcher du point de référence. La présente invention a pour but de créer une unité d'actionneur de boîte de vitesses servant à actionner une boîte de vitesses automatisée de manière à réduire le nombre des déplacements de référence requis. En outre il faut créer une boîte de vitesses qui facilite la détermination de la position de l'élément de commutation dans la boîte de vitesses. De même il faut créer un procédé pour identifier la position de l'élément de commutation dans la boîte de vitesses.

Pour ce problème l'invention est caractérisée en ce que l'unité d'actionneur de la boîte de vitesses est agencée de telle sorte que l'unité de commande identifie les voies de commutation différentes. En outre, en ce qui concerne la boîte de vitesses, l'invention est caractérisée en ce que la boîte de vitesses est agencée de telle sorte que l'unité de commande établit une distinction entre les voies de commutation. En outre, en ce qui concerne le procédé, l'invention est caractérisée en ce que la largeur des différentes voies de commutation est détectée dans la direction de déplacement de sélection et est comparée à des valeurs, qui sont mémorisées dans l'unité de commande et servent à détecter la position de l'élément de commutation. Selon un premier aspect de la présente invention, il est prévu une unité d'actionneur de boîte de vitesses servant à actionner une boîte de vitesses automatisée au moyen d'un élément de commutation, l'unité comportant un actionneur et une section mécanique de transmission de force disposée entre l'actionneur et la boîte de vitesses, et la boîte de

vitesses comporte plusieurs étages de vitesse devant être commutés dans différentes voies de commutation et l'unité d'actionneur de boîte de vitesses est agencée de manière que l'unité de commande identifie les différentes voies de commutation. C'est pourquoi d'une manière tout-à-fait générale l'unité d'actionneur de la boîte de vitesses est agencé de telle sorte que l'unité de commande qui actionne l'actionneur, peut identifier différentes voies de commutation dans lesquelles s'engage l'élément de commutation. Conformément à une forme de réalisation avantageuse, la section mécanique de transmission de force située entre l'actionneur et l'élément de commutation est agencée par exemple sous la forme du doigt de commutation de telle sorte que l'unité de commande pouvant identifier différentes voies de commutation, et pour l'identification de la voie de commutation respective, le déplacement du doigt de commutation est utilisé pendant le processus de sélection de la barre de commutation devant être par exemple actionnée.

Ainsi par exemple la section mécanique de transmission de force, qui est installée en aval de l'actionneur, peut être agencée de telle sorte que lors de l'engagement dans les différentes voies de commutation, l'actionneur parcourt, au moyen de l'élément de commutation actionné dans la section de transmission de force, différents trajets de déplacement qui sont associés aux voies de commutation respectives, et sont identifiés par l'unité de commande.

Lorsque la boîte de vitesses, automatisée actionnée par l'unité d'ac- tionneur de boîte de vitesses, possède par exemple cinq vitesses de marche avant et une marche arrière, qui sont activées dans différentes voles de commutation, le trajet de déplacement, que l'actionneur parcourt, pour déplacer le doigt de commutation pendant le processus de sélection dans la voie de commutation pour la première vitesse, trajet de déplacement qui est différent du trajet de déplacement de l'actionneur servant à déplacer le doigt de commutation dans la troisième vitesse, de telle sorte que sur la base des différents trajets de déplacement ou de trajets de déplacements ayant des longueurs différentes, l'unité de commande peut identifier le fait que l'élément de commutation est situé dans la voie de commutation pour la première vitesse ou dans la voie de commutation pour la troisième vitesse

de sorte qu'ainsi la position du doigt de commutation au moins à l'intérieur de la voie de commutation respective est identifiée. Une large identification par rapport à la position du doigt de commutation dans la voie de commutation peut être déterminée par le fait que l'actionneur lors du déplacement à l'intérieur des différentes voies de commutation parcourt à nouveau, au moyen de l'élément de commutation actionné au moyen de la section de transmission de force, différents trajets de déplacement associés aux différentes voies de commutation et qui peuvent être identifiés par une unité de commande. Conformément à une forme de réalisation avantageuse selon l'invention, la section de transmission de force est agencée en tant que boîte de vitesses qui convertit le trajet de déplacement de l'actionneur en un trajet de déplacement non linéaire de l'élément de commutation sous la forme par exemple des doigts de commutation. Avec la connaissance d'une position de référence dans la boîte de vitesses et par exemple de valeurs mémorisées par exemple dans l'unité de commande et concernant le trajet de déplacement de l'actionneur pour déplacer le doigt de commutation dans la voie de commutation de fa première vitesse et moyennant la détection du trajet de déplacement de l'actionneur lors du déplacement de la voie de commutation il est possible de comparer le trajet de déplacement parcouru mesuré à la valeur, mémorisée dans l'unité de commande, des différents trajets de déplacement dans les différentes voies de commutation de sorte que l'on peut déterminer quelle voie de commutation correspond au trajet de déplacement parcouru. Conformément à l'invention la section de transmission de force peut être agencée sous la forme d'un quadrilatère articulé, notamment d'un quadrilatère spatial articulé et il est également prévu une boîte de vitesses possédant plusieurs échelons de vitesses devant être commutés dans plusieurs voies de commutation et comportant une unité d'actionneur de boite de vitesses du type décrit précédemment. C'est pourquoi conformément à l'invention l'unité d'actionneur de boîte de vitesses est agencée de telle sorte que qu'elle permet à l'unité de commande d'identifier différentes voies de commutation.

Mais conformément à l'invention, i1 est également prévu une boîte de vitesses pour un véhicule automobile, qui comporte au moins un arbre d'actionnement ainsi qu'un arbre mené et plusieurs étages de vitesses devant être commuté dans différentes voies de commutation et qui peuvent être commutés au moyen d'une au moyen d'une unité d'actionneur de boîte de vitesses comportant un actionneur et une section de transmission de force entre l'actionneur et la boîte de vitesses et une unité de commande ainsi qu'un élément de commutation actionné par cette unité, la boîte de vitesses étant agencée de telle sorte que l'unité de commande peut effectuer une distinction entre des voies de commutation. En d'autres termes cela signifie que la section de commutation elle-même est agencée de telle sorte que l'unité de commande peut distinguer les des autres les différentes voies de commutation. À cet effet, la boîte de vitesses peut comporter des voies de commutation disposées par couples dans des plans de commutation et les plans de commutation possèdent des voies de commutation dont les largeurs sont différentes les unes des autres, de sorte l'unité de commutation peut distinguer les plans de commutation sur la base des largeurs respectives des voies de commutation. Dans une telle boîte de vitesses, l'unité d'actionneur de boîte de vitesses ou la section mécanique de transmission de force, qui y est couplée, peut comporter un rapport de démultiplication linéaire, sur le trajet de déplacement de l'actionneur, de sorte que l'unité de commande identifie la voie de commutation, dans laquelle l'élément de commutation est situé par exemple sous la forme d'un doigt de commutation, n'est pas identifié la base du trajet de déplacement de l'élément de commutation, mais sur la base des largeurs différentes des voies de commutation. Selon une forme de réalisation, il est prévu que les voies de commutation possèdent des voies de commutation don les largeurs sont sensiblement identiques dans une direction de commutation, et que l'unité de commande établit une distinction d'étages ou d'échelons de vitesse situé dans un sens de commutation, sur la base de (a largeur des voies de commutation, de sorte qu'on peut distinguer si l'élément de commutation est situé dans une voie de commutation qui possède une largeur qui dépend de la direction de commutation.

Enfin, conformément à l'invention il est prévu une boîte de vitesses qui comporte des voies de commutation associées aux différents étages de vitesse et qui possèdent des largeurs différentes de sorte que l'unité de commande peut identifier la position de l'élément de commutation dans une voie de commutation et par conséquent une voie de commutation associée à l'étage de vitesse respectif, sur la base de la largeur des voies de commutation, qui diffère pour chaque étage de vitesse de la boîte de vitesses, des largeurs des voies de commutation de autres étages de vitesse. Conformément à l'invention, il est également prévu un procédé pour identifier la position d'un élément de commutation dans la boîte de vitesses, l'élément de commutation étant commandé par l'intermédiaire d'un actionneur pour l'exécution d'au moins un déplacement de sélection pour sélectionner les voies de commutation, et la boîte de vitesses possédant dans des voies de commutation différentes des étages de vitesse devant être commuté dans des voies de commutation différentes, et il est prévu une unité de commande pour la commande de cet actionneur, et selon le procédé, la largeur des différentes voies de commutation est détectée dans la direction du déplacement de sélection et est comparée à des valeurs mémorisées dans l'unité de commande pour identifier la position de l'élément de commutation. Ainsi, conformément au procédé, par exemple la largeur des voies de commutation respective peut être détectée dans le sens du déplacement de sélection lors de la mise en service de la boîte de vitesses et mémorisé dans l'unité de commande, de sorte que ces valeurs sont mémorisées dans l'unité de commande tout en pouvant être appelées pour l'identification ultérieure de la position de l'élément de commutation, et pouvant être comparées à des valeurs actuelles de largeur de sorte qu'il est possible d'identifier dans quelle voie de commutation actuelle est précisément situé l'élément de commutation.

Selon le procédé conforme à l'invention il est prévu que l'élément de commutation servant à détecter la largeur des voies de commutation est déplacé au moyen de l'actionneur dans une direction de sélection jusqu'à ce qu'une butée soit identifiée et ensuite l'élément de commutation est déplacé dans la direction de sélection inverse jusqu'à ce qu'une butée soit à nouveau identifiée, auquel cas la largeur de la vole neutre peut être détectée en fonction du trajet de déplacement de l'actionneur.

Selon ce procédé, la largeur de la voie correspondant au neutre de la boîte de vitesses peut également être identifiée au moyen du déplacement de la voie de commutation dans la voie pour le neutre, jusqu'à une butée, puis l'élément de commutation est déplacé dans la direction de sélection inverse dans la voie pour le neutre jusqu'à ce qu'à nouveau une butée soit identifiée, ensuite la largeur de la voie pour le neutre peut alors de ce fait être déterminée. Cette valeur de largeur peut être mémorisée dans l'unité de commande de manière à pouvoir y être appelée de sorte que par exemple on peut par exemple déterminer que l'élément de commutation est situé dans la voie pour le neutre lorsqu'une butée a été identifiée, et qu'un mouvement de déplacement dans la direction inverse n'a pas conduit à l'identification d'une autre butée et que le déplacement parcouru jusqu'à par l'élément de commutation est supérieur à la largeur maximale de voies de commutation parcourue, des différents étages de vitesse. Avec l'invention, on peut utiliser par exemple un moteur électrique en tant qu'actionneur, et pour l'identification d'une butée, on contrôle la vitesse de rotation et/ou le courant de charge ou la tension de commande du moteur électrique, auquel cas on identifie une butée sur la base d'une modification dans une large mesure discontinue des grandeurs contrôlées. Lorsque par exemple on détermine qu'il est établi qu'il existe une forte réduction de la vitesse de rotation de l'actionneur, ceci indique qu'une butée de l'élément de commutation a été atteinte dans la boîte de vitesses. À cet effet le trajet de déplacement peut être déterminé dans le cas du moteur électrique par exemple à l'aide d'une détection des incréments d'angle de rotation du moteur électrique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels la Figure 1 montre une perspective schématique d'une boîte de vitesses automatisée comportant une unité d'actionnement de boîte de vitesses disposée sur cette boîte de vitesses pour le processus de commutation et une autre unité d'actionneur de boîte de vitesses disposée sur la boîte de vitesses pour le processus de commutation ;

- la Figure 2 montre une représentation graphique du trajet de sélection de l'élément de commutation en fonction du trajet ou de la course de déplacement de l'actionneur ; - la Figure 3 montre une représentation schématique de la conversion de la section mécanique de transmission de force entre l'actionneur et la boîte de vitesses en fonction du trajet de sélection ; - la Figure 4 montre une représentation schématique de la section mécanique de transmission de force entre l'actionneur pour l'opération de sélection et la voie de commutation de la Figure 1 ; - la Figure 5 montre une représentation de la fonction de transfert et de la démultiplication du quadrilatère spatial articulé de la Figure 4 ; - la Figure 6 montre une représentation schématique d'un guide de coulisse d'une boîte de vitesses comportant différentes largeurs de voies de commutation ; - la Figure 7A représente un organigramme pour l'identification de la position d'un élément de commutation dans la boîte de vitesses ; et - la Figure 7B représente un autre organigramme.

La Figure 1 du dessin représente, selon une représentation schématique en perspective, une boîte de vitesses 1, qui est actionnée d'une manière automatisée au moyen de deux unités 2, 3 d'actionnement de la boîte de vitesses, qui sont disposées sur la boîte de vitesses 1, et de telle sorte que le processus de sélection de la boîte de commutation, dans laquelle est situé par exemple une douille coulissante pour actionner un étage de vitesse devant être commuté, se déroule d'une manière automatisée, l'actionnement de la douille coulissante sélectionnée se déroule alors également de façon automatisée au moyen d'un autre actionneur.

En ce qui concerne la boîte de vitesses 1 représenté sur la Figure 1, il peut s'agir d'une boîte de vitesses équipée de cinq marches avant et d'une marche arrière et qui doit être commutée par exemple dans trois plans de commutation. En ce qui concerne l'élément de commutation pour l'action- nement des douilles coulissantes ou également de barres de commutation, il peut s'agir d'un doigt de commutation d'un arbre central de commutation, dans lequel le processus de sélection se déroule par exemple de telle sorte que l'unité d'actionnement de la boîte de vitesses pour le processus de

sélection déplace axialement d'une manière guidée l'arbre central de commutation dans la boîte de vitesses 1 de manière à parvenir dans les mâchoires de commutation de différentes barres de commutation de la boîte de vitesses, tandis que le pignon associé à l'étage de vitesse devant être respectivement commuté, est amené en prise par le fait que l'unité d'actionnement de la boîte de vitesses fait pivoter l'unité centrale de commutation sur une plage angulaire déterminée, pour le processus de commutation, de sorte que le doigt de commutation provoque dans la mâchoire de commutation un déplacement axial de la barre de commutation, qui conduit à un déplacement axial de la douille coulissante sur le pignon devant être commuté. En ce qui concerne l'unité 2 d'actionnement de la boîte de vitesses représenté sur la Figure 1, il s'agit d'un actionneur se présentant sous la forme d'un moteur électrique 4, qui est relié à la boîte de vitesses 1 par l'intermédiaire d'une section mécanique de transmission de force sous la forme d'un quadrilatère spatial articulé 5, et ce pour l'actionnement d'un arbre de commutation 6, qui peut actionner une fourche de sélection dans la boîte de vitesses 1. Cependant, à la place de cette forme de réalisation, on peut également réaliser l'unité 2 d'actionnement de la boîte de vitesses pour le processus de commutation peut exécuter également le déplacement axial de levage décrit précédemment d'un arbre central de commutation dans la boîte de vitesses.

Comme pour l'unité 2 d'actionnement de la boîte de vitesses, l'unité 3 d'actionnement de la boîte de vitesses comporte également pour le processus de commutation un moteur électrique 7 comportant une section de transmission de force branchée en aval et située entre le moteur électrique 7 et la boîte de vitesses et se présentant sous la forme d'un étage de roue à vis sans fin et d'un étage de pignons droits, au moyen duquel le mouvement de rotation du moteur électrique 7 est transmis au doigt de commutation et par conséquent à la barre de commutation ou à la douille coulissante de l'étage de vitesse devant être commuté.

En ce qui concerne la boîte de vitesses 1, il s'agit d'une boîte de vitesses automatisée ultérieurement, c'est-à-dire d'une boîte de vitesses connue équipée d'un levier de changement de vitesse manuel prévu pour l'actionnement par le conducteur par l'intermédiaire d'un levier de vitesse

manuel. Les voies de commutation, dans lesquelles sont situés les différents étages de vitesse à commuter, possèdent dans une large mesure la même largeur dans cette boîte de vitesses de sorte qu'une identification de butée dans les voies de commutation respectives conduirait au résultat selon lequel on saurait que le doigt de commutation est situé dans l'une des voies de commutation, mais on ne saurait pas dans laquelle. Grâce à la détection de butées de la boîte de vitesses 1 au moyen du doigt de commutation, on peut exécuter assurément une commutation de la boîte de vitesses, mais le doigt de commutation est situé dans une voie de commutation mais au moyen de l'opération de détection dans la direction de sélection, on ne peut pas déterminer dans quelle vole de commutation est situé le doigt de commutation lorsque l'unité d'actionneur de la boîte de vitesses possédant un rapport de démultiplication linéaire est utilisée dans la section de transmission de force entre l'actionneur et la boîte de vitesses. Dans le procédé du doigt de commutation lors du déplacement du doigt de commutation dans la direction de section, un moteur électrique actionnant le doigt de commutation se déplace en effet, en raison de la démultiplication linéaire dans toutes les voies de commutation, exécute des trajets de déplacement identiques et parcourt par conséquent des incréments angulaires identiques de sorte que l'on ne peut pas déterminer dans quelle voie de commutation est situé actuellement le doigt de commutation. La Figure 2 des dessins montre une représentation du trajet de déplacement du doigt de commutation dans la boîte de vitesses 1 lors du déplacement dans la direction de sélection, lorsque le doigt de commutation est déplacé par le moteur électrique 4 et par le quadrilatère spatial articulé 5. En ce qui concerne la boîte de vitesses 1, il s'agit d'une boîte de vitesses, dans laquelle les première et seconde vitesses sont actionnées dans la première voie de commutation, les troisième et quatrième vitesses sont activées dans la seconde voie de commutation et la cinquième vitesse ainsi que la Marche arrière sont activées dans une troisième vole de commutation. Comme cela est visible en référence à la Figure 2 du dessin, un long trajet représenté en ordonnées dans la boîte de vitesses conduit à différents déplacements, portés en abscisses, du moteur électrique 4. Lorsque le doigt

de commutation par exemple sur la Figure 2 est situé sur le côté gauche de la voie de commutation désignée par la référence 8, par l'actionnement des première et seconde vitesses, en raison du rapport de démultiplication non linéaire du quadrilatère spatial articulé 5 pour parcourir le trajet dans la direction de sélection, qui a été respectivement normalisé par " l " dans la direction des ordonnées pour faciliter la compréhension sur la Figure 2, parcourt un autre trajet que par exemple lorsque le doigt de commutation est situé dans la voie de commutation 9, qui est utilisé pour actionner les troisième et quatrième vitesses. Lorsqu'au contraire le doigt de commutation est situé dans la voie de commutation 10 pour l'actionnement de la cinquième vitesse et la marche arrière, pour obtenir un déplacement " 1 " dans la direction de déplacement de sélection, un trajet de déplacement à nouveau plus important est nécessaire que dans le cas de la voie de commutation 9. Le trajet de déplacement plus important du moteur électrique 4 conduit à un nombre plus élevé d'incréments d'angle de rotation de l'arbre d'induit du moteur électrique 4, ce qui peut être déterminé par l'intermédiaire d'une unité de commande qui coopère avec l'unité 2 d'actionneur de la boîte de vitesses. En d'autres termes cela signifie que l'unité de commande peut compter les incréments d'angle de rotation de l'arbre d'induit du moteur électrique 4 et, sur la base de la détermination du fait qu'un déplacement dans la direction de sélection "1" conduit à un nombre d'incréments d'angle de rotation qui correspond à un nombre par exemple appris et mémorisé dans l'unité de commande, d'incréments d'angle de rotation, qui correspond à la voie de changement de vitesse pour la première vitesse, la seconde vitesse, la troisième vitesse la quatrième vitesse, la cinquième vitesse, la marche arrière. De ce fait on sait dans quelle voie de commutation est situé le doigt de commutation La Figure 3 des dessins représente un exemple d'un rapport de démultiplication non constant de la section de transmission de force mécanique, montée en aval du moteur électrique 4, sous la forme par exemple du quadrilatère spatial articulé 5 de la Figure 1 des dessins.

Comme cela est visible en référence à la Figure 3, le rapport de démultiplication varie sur l'ensemble du trajet de sélection en fonction du trajet de sélection et par conséquent du trajet de déplacement du moteur

électrique 4. Dans le cas d'une inversion cela signifie que le nombre des incréments d'angle du rotation du moteur électrique 4 pour le déplacement du doigt de commutation lorsqu'il est situé dans la voie de commutation 5/R, est supérieur au nombre des incréments d'angle de rotation du moteur électrique 4 pour déplacer le doigt de commutation, lorsqu'il est situé dans la voie de commutation 3/4. Lorsque le doigt de commutation est situé dans la voie 1/2, pour parcourir un trajet de sélection déterminé, un nombre plus faible d'incréments angulaires du moteur électrique 4 est nécessaire que par exemple dans le cas de la voie 3/4. Par conséquent, grâce à une exploration droite-gauche, on peut déterminer dans quelle voie se situe actuellement le doigt de commutation. À cet effet le moteur électrique 4 peut se déplacer vers la droite le doigt de commutation, d'un manière commandée par l'unité de commande, dans la voie de commutation 5/R depuis un point de référence connu ou fixé antérieurement, jusqu'à ce que la rencontre d'une butée soit identifiée par le doigt de commutation, auquel cas alors l'unité de commande commande le moteur électrique 5 de telle sorte que le doigt de commutation est déplacé dans la direction de sélection indiqué jusqu'à ce qu'une butée à l'intérieur de la voie 5/R soit identifiée, de sorte que sur la base des incréments angulaires de rotation de la butée de droite jusqu'à la butée de gauche dans quelle voie de commutation est situé le doigt de commutation.

La Figure 4 des dessins représente l'agencement du quadrilatère spatial articulé 5 conformément à la Figure 1 du dessin. En aval du moteur électrique 4 visible sur la Figure 1, sont disposés par exemple un étage à vis sans fin comportant une vis sans fin fixée à l'arbre d'induit du moteur électrique 4, et une roue tangente engrenant avec la vis sans fin. À cette roue tangente peut être également fixé, au moyen d'une liaison à arbre-moyeu, un arbre comportant une bielle 11 qui y est fixée de sorte que l'arbre sert simultanément d'axe de rotation 12. Sur la bielle 11 est articulée, à distance de l'axe de rotation 2, et ce par l'intermédiaire d'une articulation sphérique 13, une manivelle 14 du quadrilatère articulé 5, qui transforme le mouvement de rotation de la bielle 1 en un déplacement de course de rotation de la manivelle 14. Sur l'extrémité de la manivelle 14, située à l'opposé de l'articulation sphérique 13 est à nouveau prévue une articulation sphérique 15 de sorte que le mouvement de levage en rotation de la

manivelle 14 est transformé par l'intermédiaire de l'articulation sphérique 15 en un mouvement de rotation du levier de sélection 16. Comme cela est visible sur la Figure 4, le levier de sélection 16 est fixé d'une manière bloquée en rotation sur un arbre de sélection 17 servant d'axe de rotation, l'arbre de sélection 17 traversant le carter 18, partiellement représenté, de la boîte de vitesses 1. Le mouvement de rotation de l'extrémité de sélection 17 conduit à un mouvement de pivotement de la fourche de sélection 19 et qui par conséquent peut soulever et abaisser un arbre de commutation de la boîte de vitesses 1 dans la direction de la flèche 21, par l'intermédiaire d'une mâchoire 20 de la fourche de sélection, ce qui a pour effet qu'un doigt de commutation disposé sur l'arbre de sélection peut être déplacé le long de la voie correspondante de la boîte de vitesses en direction des différentes voies de commutation.

Lorsque la bielle 11 et le levier de sélection 16 sont dans la position de repos non parallèle représentée sur la Figure 4, on obtient lors du mouvement de rotation de l'arbre d'induit du moteur 4 et par conséquent de la bielle 11, une fonction de transfert dissymétrique et par conséquent un déplacement non linéaire du levier de sélection 16. L'angle de rotation du levier de sélection 16 du quadrilatère articulé 5, qui est parcouru en fonction de l'angle de rotation du moteur électrique 4, est représenté sur la Figure 5 des dessins. La Figure 5 représente en abscisses l'angle de rotation a du moteur électrique 4 et en ordonnées l'angle de rotation p du levier de sélection 16 et le rapport de démultiplication du quadrilatère articulé 5 en fonction de l'angle de rotation a.

La droite 22, qui est disposée approximativement diagonale dans la représentation de la Figure 5, représenterait l'angle de rotation P dans le cas d'un rapport de démultiplication linéaire d'une boîte de vitesses montée en aval du moteur électrique 4, pour la transmission du mouvement de rotation de l'arbre d'induit du moteur électrique 4 à l'arbre de sélection 17. Comme cela est représenté en référence à la ligne 23, qui représente l'angle de rotation P du levier de sélection 16 porté en fonction de l'angle a conformément à la Figure 4, le rapport entre l'angle a et l'angle de rotation P du levier de sélection 16 n'est pas linéaire. Inversement cela signifie que l'angle p varie d'une manière non linéaire en fonction de l'angle

de rotation de l'arbre d'induit du moteur électrique 4, de sorte qu'on obtient de ce fait sur le trajet de déplacement de la mâchoire 20 à fourche de commutation et par conséquent des doigts de commutation de l'arbre de commutation varie d'une manière non linéaire en fonction de l'angle de rotation a. Étant donné qu'en ce qui concerne la boîte de vitesses 1 il s'agit d'une boîte de vitesses possédant une largeur identique comportant des voies de commutation ayant une même largeur dans tous les plans de commutation, une relation linéaire entre l'angle a et l'angle p conduirait au fait qu'un déplacement déterminé dans la direction de sélection de la boîte de vitesses et par conséquent dans la direction du déplacement de sélection du doigt de commutation de l'arbre central de commutation conduirait toujours à une même modification de l'angle de rotation a. En raison de la relation, qui cependant n'est pas linéaire, entre l'angle a et l'angle P le moteur électrique 4 conduit en fonction de l'angle P et par conséquent de la position du doigt de commutation dans la boîte de vitesses, à différents angles de rotation a, qui peuvent être déterminés dans des incréments d'angle de rotation d'une manière divisée par l'unité de commande et peuvent être comparés par exemple à des incréments d'angles de rotation mémorisés dans l'unité de commande, de sorte que sur la base des différents incréments d'angle de rotation associés aux différentes voies de commutation dans quelle voie de commutation est situé le doigt de commutation. La Figure 5 représente en outre, conformément à la courbe 24, une représentation semblable à celle de la Figure 3 avec la démultiplication de l'articulation du quadrilatère spatial articulé 5, qui varie sur la plage angulaire de rotation du moteur électrique 4. La représentation donnée jusqu'alors concernait des voies de commutation, qui possèdent des largeurs déterminées par exemple par les mâchoires de fourches de commutation. Il est également possible de réaliser en outre une boîte de vitesses de telle sorte que l'unité de commande puisse posséder des voies de commutation différentes les unes des autres. Ainsi il est possible par exemple de prévoir une coulisse de commutation comportant différentes largeurs de coulisse dans la direction de sélection du doigt de commutation de la boîte de vitesses. Sur la base de la largeur respective des coulisses de commutation, l'unité de commande peut établir une distinction entre les voies de commutation, dans lesquelles est situé l'élé-

ment de commutation réalisé par exemple sous la forme d'un doigt de commutation.

La Figure 6 des dessins montre une représentation schématique d'une coulisse de commutation 25 d'une boîte de vitesses.

Dans la forme de réalisation représentée sur la Figure 6, la coulisse de commutation 25 possède pour le premier plan de commutation pour l'activation des première de seconde vitesses, une même largeur de coulisse CAB 1 = CAB 2, le chiffre 1 étant utilisé pour indiquer qu'il s'agit de la largeur de la coulisse de la première vitesse et le chiffre 2 servant à indiquer qu'il s'agit de la largeur pour la coulisse associée à la seconde vitesse. Bien que les deux coulisses possèdent la même largeur, l'unité de commande permet de déterminer, sur la base des directions de commutation différentes, à partir de la position médiane 26, si le doigt de commutation est déplacé en direction de la voie de commutation associée à la première vitesse, par le fait que d'une part la direction de commutation est évaluée conformément à la flèche double 27 et que d'autre part la largeur de la coulisse C AB 1 ou C AB 2 est évaluée.

La largeur de la première coulisse de commutation associée à la première voie de commutation diffère de la largeur, associée à la troisième vitesse, de la troisième voie de commutation C AB 3 et cette largeur diffère à son tour de la largeur de la coulisse de commutation associée à la cinquième vitesse C_AB_5. De cette manière, on peut déterminer, au moyen de l'évaluation de la direction de commutation 27 et de la largeur respective de la coulisse de commutation, dans quelle voie de commutation se situe à cet instant le doigt de commutation. De façon analogue, on peut déterminer en détectant la largeur de la voie pour le neutre, dans la direction de sélection Ç AB-7, si le doigt de commutation est situé dans la vole du neutre de la boîte de vitesses.

Lorsque, selon une forme de réalisation, seules les vitesses de marche dans la direction de commutation peuvent être distinguées des vitesses de marche arrière, il est possible de réaliser respectivement avec une même largeur les coulisses de commutation situées en avant ou en arrière dans la direction de commutation. Enfin il est également possible de réaliser les coulisses de commutation, qui correspondent aux différentes voies de commutation, des différentes vitesses de la boîte de vitesses respectivement de

manière qu'elles aient des largeurs différentes les unes des autres, de sorte qu'une détection de commutation du doigt de commutation dans la boîte de vitesses est possible au moyen de la détection de la largeur respective des coulisses de commutation, de sorte que dans le cas de la coulisse de commutation 25 représentée sur la Figure 6, et y compris pour la voie correspondant au neutre 7, située au centre, des coulisses de commutation ayant des largeurs différentes et qui peuvent être évaluées par l'unité de commande pour identifier la position du doigt de commutation dans la boîte de vitesses. La Figure 7A des dessins illustre, selon un organigramme, un procédé pour identifier la position d'un élément de commutation dans une boîte de vitesses, qui par exemple peut être exécuté par l'unité de commande d'une manière commandée par le programme. Au début du procédé, une détermination de la largeur du trajet de déplacement possible de l'élément de commutation dans la direction du déplacement de sélection est effectuée. L'élément de commutation est déplacé par un actionneur agencé sous la forme d'un moteur électrique, dans lequel est exécuté une détection de déplacement incrémental au moyen de la détection de l'angle de rotation, sur lequel l'arbre d'induit du moteur électrique a tourné, sous la forme d'incréments angulaires. Étant donné que le moteur électrique n'est pas nécessairement situé dans une position référencée par l'impact contre une butée de référence, au début du procédé lors du pas S 1 l'état du compteur de déplacement incrémental est mémorisé en un emplacement de mémoire c start et une minuterie c -t est ramené à l'état à zéro. Lors d'un pas suivant S2, le moteur électrique se déplace dans un sens déterminé T d'une manière commandée ou réglée, jusqu'à ce que lors du pas S3, une butée soit identifiée ou bien qu'un embranchement se produise en direction d'un pas S4, lors duquel une détermination est faite pour savoir si une durée maximale possible s'est écoulée ou si un nombre maximum d'impulsions d'angle de rotation a été dépassé. Dans ce dernier cas, une erreur est délivrée lors du pas S5. Dans le cas où aucune condition d'erreur n'est présente, le programme revient lors du pas S6, une fois que la minuterie c -t a été incrémentée, le programme revient au pas S2.

Lorsque, lors du pas S3, une butée a été identifiée, l'état du compteur d'impulsions, qui est déterminé par l'identification de la butée, est mémorisé en un emplacement de mémoire c A.

Une fois que la butée située dans la direction de déplacement A a été identifiée, lors d'un pas S8 le moteur de sélection tourne, d'une manière commandée ou réglée, dans le sens de rotation inverse B, et ce jusqu'à ce que, lors d'un pas S9, soit la butée située dans la direction B a été identifiée, soit un embranchement emprunté de la même manière que celui aboutissant au pas S4, auquel cas après l'embranchement, lors d'un pas S 10, une détermination est à nouveau faite pour savoir si la durée de fonctionnement maximale admissible dans la direction B pour atteindre une butée possible ou le nombre maximum des impulsions d'angle de rotation a été dépassé. À la suite de quoi lors du pas S11, une signalisation d'erreur est délivrée et, lorsqu'aucune condition d'erreur n'est présente, lors du pas S12 la minuterie et le compteur d'impulsions sont à nouveau incrémenté, à la suite de quoi la commande d'exécution revient au pas suivant.

Si lors du pas S9 une butée a été identifiée, le sous-programme d'exécution se ramifie en passant au pas SI 3, lors duquel l'état du compteur d'impulsions d'angle de rotation est mémorisé en un premier emplacement de mémoire c-B. Étant donné qu'alors deux butées identifiées sont présentes sous la forme d'états c A et c-B du compteur d'impulsions, une différence de trajet de déplacement peut être déterminée sous la forme d'incréments d'angle de rotation entre les deux butées situées dans les deux directions A et B et son mémorisées en un autre emplacement de mémoire CAB.

Lors de la mise en oeuvre de la boîte de vitesses automatique, on a appris les données de référence sur les largeurs respectives des voies de commutation et on les a mémorisées en tant que valeurs de référence c AB hi dans l'unité de commande avec des valeurs de tolérance admissibles ç AB i. En outre, on a mémorisé une valeur minimale ç AB min et une valeur maximale c AB max des différences de déplacements incré- mentaux dans l'unité de commande, de manière qu'on puisse les appeler, et ces valeurs sont ensuite lues lors d'un pas S15 à partir de l'unité de commande de sorte qu'elles sont disponibles pour une évaluation de telle

sorte que les différences moyennes incrémentales d'angle de rotation peuvent être comparées à des valeurs lues à partir de l'unité de commande.

Cette évaluation est représentée sur la Figure 7B des dessins, sous la forme d'un organigramme.

Lors de l'évaluation, une détermination est faite lors du premier pas S 16 pour savoir si la différence déterminée lors du pas S 14 est inférieure à une valeur maximale possible, auquel cas, lors d'une absence de cette condition, lors d'un pas S 17 une erreur est délivrée et, lorsque la condition est satisfaite, d'une part un embranchement s'effectue en direction d'un premier pas S 18 1, S 182, S 18n, lors duquel une détermination est faite pour savoir si le doigt de commutation est situé dans une zone 1, dans une zone 2 dans la boîte de vitesses.

Sous l'expression zone 1 de la boîte de vitesses il faut comprendre par exemple qu'il s'agit par exemple de la voie de commutation 1/2 ou de la voie de commutation 1 associée à la première vitesse de la boîte de vitesses. Par conséquent dans le cas de la zone 2, il peut s'agir de la voie de commutation 2 associée à la seconde vitesse et dans le cas de la zone n, il peut s'agir de la n-ème zone de ta boîte de vitesses, c'est-à-dire par exemple de la voie de commutation de la cinquième vitesse.

La détermination lors des différents pas S 181 à S 18n est exécutée sur la base de la différence incrémentale de vitesse de rotation c AB déterminée lors du pas SI 4 et des valeurs de référence lues dans l'unité de commande lors du pas SI 5, et en outre des écarts admissibles vers le haut et vers le bas concernant les largeurs des zones respectives, par conséquent par exemple C AB l sont pris en compte.

Lorsque, lors des pas S181, ... SI 8n on ne peut pas déterminer que la valeur déterminée peut être associée à l'une des valeur de référence, alors lors d'un pas S19 une détermination est faite pour savoir si la différence incrémentale d'angle de rotation déterminée est inférieure à une valeur minimale possible, à la suite de quoi lors du pas S20, une condition d'erreur est délivrée. Lorsque la condition lors du pas S 19 n'est pas satisfaite (positivement), lors du pas S20 une détermination est faite pour savoir si le doigt de commutation n'est situé dans aucune gamme définie de la boîte de vitesses, à la suite de quoi le procédé de détermination de la largeur

conformément à la Figure 7A est à nouveau mise en oeuvre, une condition d'erreur est délivrée ou bien un autre procédé, différent de cette procédure, est utilisé.

Grâce à la détermination du fait que la différence incrémentale d'angle de rotation est située à l'intérieur des valeurs lues par l'unité de commande, on peut déterminer la position du doigt de commutation dans la boîte de vitesses. Grâce à une répétition multiple du déroulement illustré sur les Figures 7A et 7B et grâce à une formation de la valeur moyenne des différences déterminées lors du pas S 14, on peut compenser une condition d'erreur apparue éventuellement lors de la détermination de la largeur ou lors de l'évaluation.

En ce qui concerne des caractéristiques de l'invention non expliquées de façon plus détaillée, on se référera expressément aux revendications et aux dessins.

Les revendications annexées à la présente demande sont des propositions de formulation, sans préjudice de l'obtention d'une protection par brevet qui continue. La demanderesse se réserve le droit de revendiquer encore d'autres caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques qui ne sont jusqu'ici exposées que dans la description et/ou les dessins. Des références utilisées dans les sous-revendications concernent la poursuite du développement de l'objet de la revendication principale grâce aux caractéristiques des sous-revendications respectives ; il ne faut pas les considérer comme un renoncement à l'obtention d'une protection autonome de l'objet des caractéristiques ou combinaisons de caractéristiques des sous-revendications concernées.

Étant donné que les objets de ces revendications peuvent constituer, au regard de l'état technique à la date de priorité attachée à la présente demande, des inventions propres et indépendantes, la demanderesse se réserve le droit d'en faire l'objet d'autres revendications indépendantes ou de demandes divisionnaires. Ces objets peuvent également contenir des inventions indépendantes qui représentent une configuration indépendante des objets des sous-revendications précédentes. Les exemples de réalisation ne doivent pas être considérés comme une limitation de l'invention. Au contraire de nombreux changements et modifi-

cations sont possibles dans le cadre de l'invention telle que présentement exposée, en particulier des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières qui sont par exemple inventives par combinaison ou transformation des caractéristiques ou éléments ou étapes de procédé décrits dans la description générale et les modes de réalisation ainsi que les revendications et contenues dans les dessins et qui conduisent par des caractéristiques combinables à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédés ou de séquences d'étapes de procédé, dans fa mesure où il concerne également des procédés de fabrication, de vérification et d'usinage, et où il permettrait à l'homme de métier d'apporter une solution au problème à la base de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS 1. Unité d'actionneur de boite de vitesses pour actionner une boite de vitesses automatisée, au moyen d'un élément de commutation, comprenant un actionneur (4) possédant une section mécanique de transmission de force (5) disposée entre l'actionneur et la boîte de vitesses, et une unité de commande, la boîte de vitesses comportant plusieurs étages de vitesses devant être commutés dans des voles de commutation différentes, caractérisée en ce que l'unité d'actionneur de la boîte de vitesses est agencée de telle sorte que l'unité de commande identifie les voies de commutation différentes.
2. Unité d'actionneur de boite de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section mécanique de transmission de force (5) est agencée de telle sorte que l'unité de commande identifie les différentes voies de commutation.
3. Unité d'actionneur de boite de vitesses selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que lors de l'engagement des différentes voies de commutation avec l'élément de commutation actionné par l'intermédiaire de la section de transmission de force, parcourt différentes voies de déplacement associées aux voies respectives de commutation, qui sont identifiées par l'unité de commande.
4. Unité d'actionneur de boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lors de son déplacement à l'intérieur des voies de commutation différentes, l'actionneur (4) parcourt, au moyen de l'élément de commutation actionné par l'intermédiaire de la section de transmission de force, différentes voies de déplacement aux voies de commutation respectives qui sont associées et qui sont identifiées par l'unité de commande.
5. Unité d'actionneur de boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la section de transmission de force (5) est agencée sous la forme d'une boite de vitesses, qui convertit le trajet de déplacement de l'actionneur en un trajet de déplacement non linéaire de l'élément de commutation.

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6. Unité d'actionneur de boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la section de transmission de force (5) est agencée sous la forme d'un quadrilatère articulé, notamment d'un quadrilatère spatial articulé.
7. Boîte de vitesses comportant plusieurs étages de vitesse devant être commutés dans différentes voies de commutation et comportant une unité (2) d'actionneur de la boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6.
8. Boîte de vitesses pour un véhicule automobile comportant au moins un arbre d'entraînement ainsi qu'un arbre mené et plusieurs étages de vitesse devant être commutés dans différentes voies de commutation, qui peuvent être commutées au moyen d'une unité (2) d'actionneur de la boîte de vitesses avec un actionneur et une section de transmission de force (5) entre l'actionneur et la boîte de vitesses et une unité de commande et un élément de commutation actionné par cette unité, caractérisée en ce que la boîte de vitesses est agencée de telle sorte que l'unité de commande établit une distinction entre les voies de commutation.
9. Boîte de vitesses selon la revendication 8, caractérisée en ce que la boîte de vitesses comporte des voies de commutation disposées par couples dans des plans de commutation et que les plans de commutation possèdent des voies de commutation dont les largeurs sont différentes les unes des autres, et l'unité de commande établit une distinction entre les plans de commutation sur la base des largeurs respectives des voies de commutation.
10. Boîte de vitesses selon l'une ou l'autre des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que les voies de commutation possèdent des largeurs dans une large mesure identiques dans une direction de commutation et que l'unité de commande établit une distinction entre les étages de vitesse situés dans une direction de commutation, sur la base de la largeur des voies de commutation.
11. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que les voies de commutation associées aux différents étages de vitesses possèdent des voies de commutation ayant des largeurs différentes et que l'unité de commande établit une distinction entre les

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différents étages de vitesse sur la base des largeurs des voies de commutation.
12. Procédé pour identifier la position d'un élément de commutation dans une boîte de vitesses, selon lequel l'élément de commutation est commandé par un actionneur (4) pour la mise en oeuvre d'au moins un déplacement de sélection, et la boîte de vitesses possède des étages de vitesse devant être commutés dans différentes voies de commutation et il est prévu une unité de commande pour commander l'actionneur (4), caractérisé en ce que la largeur des différentes voies de commutation est détectée dans la direction de déplacement de sélection et est comparée à des valeurs, qui sont mémorisées dans l'unité de commande et servent à détecter la position de l'élément de commutation.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que pour détecter la largeur des voies de commutation l'élément de commutation est déplacé au moyen de l'actionneur (4) dans une direction de sélection jusqu'à ce qu'une butée soit détectée, puis l'élément de commutation est déplacé dans l'élément de sélection inverse, jusqu'à qu'une butée soit identifiée, auquel cas la largeur de la voie de commutation est détectée sur la base du trajet de déplacement de l'actionneur.
14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que pour détecter la largeur de la voie neutre de la voie de commutation, l'élément de commutation est déplacé au moyen de l'actionneur (4) dans une direction de sélection jusqu'à ce qu'une butée soit identifiée, puis l'élément de commutation est déplacé dans la direction de sélection commuté jusqu'à ce qu'une butée soit identifiée, la largeur de la voie neutre étant identifiée sur la base du trajet de déplacement de l'actionneur.
15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que l'actionneur (4) est un moteur électrique et que pour identifier une butée, on contrôle la vitesse de rotation et/ou le courant de charge ou la tension de commande du moteur électrique, une butée étant identifiée sur la base d'une modification dans une largeur mesure discontinue des grandeurs contrôlées.

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16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que le trajet de déplacement de l'actionneur (4) est fixé au moyen d'une détection des incréments d'angle de rotation de l'actionneur.