FR2817603A1 - Boite de vitesses - Google Patents

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FR2817603A1
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FR
France
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gearbox
input shaft
shaft
speed
electric machine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
FR0109521A
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English (en)
Inventor
Thomas Pels
Dierk Reitz
Reinhard Berger
Wolfgang Reik
Robert Fischer
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Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Original Assignee
LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG, LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH filed Critical LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • 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
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • 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
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/006—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion power being selectively transmitted by either one of the parallel flow paths
    • 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
    • F16H61/04—Smoothing ratio shift
    • F16H61/0403—Synchronisation before shifting
    • 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
    • F16H63/20—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism with preselection and subsequent movement of each final output mechanism by movement of the final actuating mechanism in two different ways, e.g. guided by a shift gate
    • F16H63/22—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism with preselection and subsequent movement of each final output mechanism by movement of the final actuating mechanism in two different ways, e.g. guided by a shift gate the final output mechanisms being simultaneously moved by the final actuating mechanism
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/02—Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/42—Clutches or brakes
    • B60Y2400/428—Double clutch arrangements; Dual clutches
    • 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
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F16D2023/0618—Details of blocking mechanism comprising a helical spring loaded element, e.g. ball
    • 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
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F16D2023/0631—Sliding sleeves; Details thereof
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    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/093—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts
    • F16H2003/0931—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts each countershaft having an output gear meshing with a single common gear on the output shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F16H61/04—Smoothing ratio shift
    • F16H61/0403—Synchronisation before shifting
    • F16H2061/0422—Synchronisation before shifting by an electric machine, e.g. by accelerating or braking the input shaft
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    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H2063/025—Final output mechanisms for double clutch transmissions
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    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0052—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising six forward speeds
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    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0056—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising seven forward speeds
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    • F16H2306/14—Skipping gear shift
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    • F16H2306/40—Shifting activities
    • F16H2306/48—Synchronising of new gear
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    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/091—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears including a single countershaft
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    • F16H3/091—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears including a single countershaft
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Abstract

Dans cette boîte de vitesses comportant des arbres d'entrée (2a, 2b) et un arbre de sortie (3), une multiplicité de couples de pignons formés respectivement d'un pignon fou (12, 13, 14, 15, 27, 28, 29) pouvant être relié solidairement en rotation aux arbres et d'un pignon fixe (18, 19, 20, 21) engrenant avec le pignon fou et monté solidairement en rotation sur l'arbre correspondant pour établir des vitesses avec des étages de surmultiplication différents, au moins l'un des arbres (2a, 2b) peut être entraîné par l'unité d'entraînement pourvue d'un arbre d'entraînement (4), au moins un arbre d'entrée (2a) peut être relié à une machine électrique (10), l'arbre de sortie (3) peut être relié à une roue motrice et au moins une vitesse (I, II, III, IV, V, VI, R) peut être activée automatiquement par un actionneur.Application notamment aux voitures de tourisme.

Description

L'invention concerne une boîte de vitesses pour un véhicule automobile
comportant une multiplicité d'arbres comme par exemple un premier arbre d'entrée et un second arbre de la boîte de vitesses et un arbre de sortie de la boîte de vitesses, ainsi qu'une multiplicité de couples de pignons situés entre l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et les arbres d'entrée de la boîte de vitesses et comprenant chacun un pignon fou respectif qui est monté sur l'un des arbres et peut être relié solidairement en rotation à ce dernier, et un pignon fixe qui engrène avec le pignon fou et est monté solidairement en rotation sur un arbre qui correspond à ce pignon, pour la formation de vitesses ayant des étages de surmultiplication différents entre l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et respectivement l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses. De telles boîtes de vitesses sont connues en soi en liaison avec des moteurs à combustion interne et avec la séparation des arbres d'entrée de la boîte de vitesses par rapport au vilebrequin du moteur à combustion interne par des embrayages respectifs, et constituent l'état de la technique pour le problème visant à perfectionner et à automatiser ces boîtes de vitesses. Un aspect du problème est de fabriquer à bon marché ces boîtes de vitesses dans une forme de réalisation automatique d'une chaîne motrice comportant une telle boîte de vitesses. En outre une partie du problème consiste à indiquer un procédé pour faire fonctionner d'une manière économique et confortable un véhicule automobile comportant une boîte de vitesses
conformément aux modalités révélées de la demande.
Le problème est résolu à l'aide d'une boîte de vitesses notamment pour un véhicule automobile comportant une multiplicité d'arbres, comme par exemple un premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, formé d'au moins un élément, et un second arbre de la boîte de vitesses formé d'au moins un élément, et au moins un arbre de sortie de la boîte de vitesses, caractérisée par la combinaison des caractéristiques suivantes: a) entre l'arbre de sortie et les arbres d'entrée de la boîte de vitesses sont disposés une multiplicité de couples de pignons, constitués chacun par un pignon fou disposé autour de l'un des arbres et pouvant être relié solidairement en rotation à cet arbre, et un pignon fixe qui engrène avec le pignon précédent et est monté solidairement en rotation sur un arbre qui lui correspond, pour produire des vitesses ayant différents échelons de surmultiplication entre l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et respectivement l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses; b) au moins un arbre d'entrée de la boîte de vitesses peut être entraîné, au moins par instants, au moyen d'une unité d'entraînement avec un arbre d'entraînement; c) au moins un arbre d'entrée de la boîte de vitesses peut être relié à une première machine électrique; d) l'arbre de sortie de la boîte de vitesses peut être relié à au moins un pignon d'entraînement; e) au moins une vitesse peut être engagée à l'aide d'au
moins un actionneur.
Les pignons fous et les pignons fixes, qui sont formés respectivement par des roues dentées (pignons), peuvent être montés sur les arbres d'entrée de la boîte de vitesses et/ou sur l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et il peut être avantageux de disposer les pignons fous respectivement sur les arbres d'entrée de la boîte de vitesses. En outre dans d'autres exemples de réalisation, il peut être très avantageux de disposer les pignons fous sur l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, notamment dans des boîtes de vitesses dans lesquelles des pignons fixes correspondants peuvent être disposés d'une manière rationnelle sur les arbres d'entrée de la boîte de vitesses, étant donné qu'ils peuvent être réalisés avec un diamètre suffisamment petit pour qu'ils puissent être reliés de façon fixe aux arbres, d'une manière simple, ou bien peuvent être fabriqués d'un seul tenant sur ces arbres par exemple par forgeage, fraisage, estampage, à l'aide d'un procédé de fluage à chaud comme par exemple des procédés de pressage à fluage transversal ou d'autres procédés. L'unité d'entraînement peut être constituée par un moteur à combustion interne, par exemple un moteur à pistons comportant un vilebrequin, et à cet effet on peut prévoir des moyens correspondants pour amortir des oscillations de torsion, à savoir des oscillations axiales et/ou des oscillations de nutation, entre le moteur à combustion interne et la boîte de vitesses. En outre l'unité d'entraînement peut être formée par une seconde machine électrique, auquel cas la première machine électrique ainsi que la seconde machine électrique, qui fonctionnent également selon un fonctionnement polyphasé en tant que moteur électrique et/ou générateur selon le principe asynchrone et/ou le principe à reluctance, entraînent chacune un arbre d'entrée de la boîte de vitesses et peuvent être réalisées avec des dimensions approximativement identiques. En particulier en liaison avec l'utilisation d'un moteur à combustion interne en tant qu'unité d'entraînement, il est particulièrement avantageux que l'arbre d'entraînement de cette unité puisse être couplé aux arbres d'entrée de la boîte de vitesses, auquel cas au moins un arbre d'entrée de la boîte de vitesses et de préférence les deux arbres d'entrée de la boîte de
vitesses peuvent être couplés à l'arbre d'entraînement.
Dans un exemple de réalisation selon l'invention, il est prévu que les embrayages sont réalisés sous la forme d'embrayage à friction, qui sont agencés de préférence sous la forme d'embrayages à friction à sec, sous la forme d'un embrayage double, cet embrayage pouvant être disposé dans la cloche d'embrayage de la boîte de vitesses, c'est-à-dire axialement entre l'unité d'entraînement et la boîte de vitesses. Les dispositifs d'amortissement indiqués précédemment peuvent être intégrés dans l'embrayage double et en outre un volant d'inertie prévu peut loger les embrayages, auquel cas les différents composants des embrayages peuvent être fixés au volant d'inertie par exemple selon un agencement modulaire, et le volant d'inertie peut être un volant d'inertie divisé réalisant un
effet d'amortissement avec deux masses.
Conformément à une idée selon l'invention, l'unité d'entraînement peut en outre être formée par un moteur à combustion interne comportant un vilebrequin, qui peut être relié au moyen d'un embrayage double
respectivement à un arbre d'entrée de la boîte de vitesses.
A cet effet une machine électrique - désignée comme indiqué plus haut comme étant une première machine électrique - est reliée en outre, avec possibilité de découplage, à au moins un arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Il peut être particulièrement avantageux de disposer la machine électrique de manière que cette dernière puisse être reliée alternativement aux deux arbres d'entrée de la boîte de vitesses. Pour établir cette liaison, on peut utiliser un embrayage à friction, un embrayage de commutation ou un embrayage magnétique, qui établit la liaison entre la machine électrique et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses moyennant l'établissement de champs électromagnétiques, auquel cas la formation de la liaison ou la commande de cet embrayage peut s'effectuer au moyen d'un actionneur ayant un fonctionnement électrique, hydraulique et/ou pneumatique ainsi que par un actionneur ayant un fonctionnement formé par combinaison de ces types de fonctionnement, ou bien dans le cas d'un embrayage magnétique, par une commande correspondante des courants électriques circulant dans le dispositif réglant l'action magnétique, comme par exemple des bobines et analogues. Il est évident que, pour la formation d'une liaison amovible entre les arbres d'entrée de la boîte de vitesses et la machine électrique, on peut également utiliser avantageusement deux embrayages, un embrayage pouvant relier la machine électrique à l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses et à cet effet on peut utiliser deux
actionneurs correspondants.
Dans des formes de réalisation avantageuses de la boîte de vitesses il est prévu que l'arbre de sortie de la boîte de vitesses peut être disposé sensiblement coaxialement à l'arbre d'entraînement et/ou que l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses est disposé sensiblement coaxialement à l'arbre d'entraînement. Il peut être particulièrement avantageux de disposer un arbre d'entrée de la boîte de vitesses sous la forme d'un arbre creux autour de l'autre arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Avantageusement, les couples de pignons, qui forment les différentes vitesses, peuvent être disposés, en fonction des surmultiplications des étages de surmultiplication, d'une manière alternée sur les deux arbres d'entrée de la boîte de vitesses. De cette manière il est possible de faire fonctionner le véhicule au moyen d'un arbre d'entrée de la boîte de vitesses, qui est relié au moteur à combustion interne par l'intermédiaire de l'embrayage correspondant et avec une vitesse ayant un étage de surmultiplication, tandis que sur l'autre arbre d'entrée de la boîte de vitesses, la surmultiplication suivante est enclenchée alors que l'embrayage entre l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et le moteur à combustion interne est ouvert. De cette manière, dans ces boîtes de vitesses, on peut par exemple prévoir quatre et de préférence six vitesses séparées de marche avant et une vitesse de marche arrière, les vitesses correspondant à des nombres qui augmentent en fonction de leur surmultiplication, peuvent être disposées sur un arbre d'entrée de la boîte de vitesses et les vitesses, qui ont une surmultiplication située entre les surmultiplications des vitesses situées sur le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, peuvent être disposées sur l'autre arbre d'entrée de la boîte de vitesses. La vitesse de marche arrière peut être disposée sur l'un des deux arbres d'entrée de la boîte de vitesses. Une variante à cet égard peut résider en un fonctionnement purement électrique du véhicule en marche arrière, auquel cas à cet effet la machine électrique fonctionne dans le sens de rotation inverse. La phase préférée de démarrage avec la plus faible surmultiplication peut se situer par exemple au niveau de la première vitesse, de la seconde vitesse possédant la surmultiplication immédiatement supérieure à la seconde vitesse, la troisième vitesse à nouveau avec une surmultiplication immédiatement supérieure à la première vitesse et la quatrième vitesse à nouveau avec une surmultiplication supérieure à la deuxième vitesse, etc. La machine électrique peut être reliée à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, qui contient la vitesse possédant une surmultiplication plus faible ou la vitesse possédant la surmultiplication plus faible en second. Les différentes vitesses sont formées avantageusement au moyen de pignons fixes et de pignons fous, qui sont montés respectivement sur un arbre tel que l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, et pour activer la vitesse, le pignon fou correspondant est relié à l'arbre, par exemple au moyen d'un manchon de commutation. Avantageusement les pignons fous peuvent être montés sur les arbres d'entrée de la boîte de vitesses, sur l'arbre de sortie de la boîte de vitesses ou, en fonction des exigences, montés alternativement sur l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses et sur l'arbre de sortie de la boîte de vitesses ou sur l'arbre mené. Comme cela est connu en soi, les pignons fous montés sur les arbres correspondants tels qu'un arbre d'entrée de la boîte de vitesses et/ou l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, peuvent être synchronisés, en rapport avec une vitesse de rotation, entre les arbres portant les deux pignons, cette synchronisation pouvant s'effectuer à l'aide de dispositifs de synchronisation connus en soi ou sinon ou en supplément à l'aide de la machine électrique, et à cet effet la machine électrique peut être utilisée de manière à réaliser un entraînement ou un freinage en fonction de la réduction exigée de la différence entre les vitesses de rotation des deux arbres pour l'obtention d'une vitesse de rotation de synchronisme. En outre il peut être particulièrement avantageux d'accélérer la synchronisation par freinage ou accélération de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, par le fait que ce dernier est relié au moins avec glissement à une unité d'entraînement au moyen de l'embrayage qui habituellement est ouvert pendant la transmission du couple par l'intermédiaire de l'autre arbre
d'entrée de la boîte de vitesses.
En ce qui concerne la disposition de la machine électrique sur la boîte de vitesses, il s'est avéré particulièrement avantageux de disposer sur l'extrémité de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, qui est tourné à l'opposé de l'unité d'entraînement tel que le moteur à combustion interne. Naturellement il peut être également avantageux de disposer la machine électrique parallèlement à l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses, auquel cas on choisit un montage à axes parallèles au moyen d'un système de liaison actif tel qu'une courroie, une chaîne, une liaison par pignons et analogues, et on peut disposer la machine électrique dans la zone de l'embrayage double ou à la hauteur de l'axe de la boîte de vitesses. Dans le cas d'un montage sur le côté de la boîte de vitesses, situé à l'opposé de l'unité d'entraînement, il peut être avantageux de prévoir un montage coaxial de la machine électrique par rapport à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, auquel la machine électrique est reliée. En outre la machine électrique peut être disposée autour de l'embrayage, par exemple autour de l'embrayage double de la boîte de vitesses à embrayage double, ce qui fournit l'avantage selon lequel on n'a pas besoin, dans une large mesure, d'un espace de montage axial supplémentaire et qu'en raison d'un diamètre plus important, la machine électrique peut être conçue d'une manière plus robuste, c'est-à- dire de manière à être plus performante. En ce qui concerne la liaison d'interaction de la machine électrique avec la boîte de vitesses à embrayage double, il peut être avantageux de relier la machine électrique non seulement par le couplage direct à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, mais également aux pignons montés sur l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses. De cette manière, la machine électrique peut être adaptée, en tant que moteur ou générateur, moyennant l'utilisation des différentes surmultiplications pour les vitesses pouvant être engagées sur cet arbre d'entrée de la boîte de vitesses, au rendement maximum de la machine électrique, qui dépend de la vitesse de rotation. D'autre part il s'est avéré que, notamment pendant des processus de récupération, l'énergie cinétique, qui peut être convertie en énergie électrique, est récupérée sur un long trajet de force du type présent par exemple dans le cas d'une interaction de la machine électrique avec la vitesse ayant la surmultiplication la plus élevée, dans le cas d'une vitesse ayant une surmultiplication plus faible. Ici l'énergie cinétique est transmise par exemple par l'intermédiaire de trois couples de pignons, de sorte qu'il faut s'accommoder d'une perte de rendement. C'est pourquoi, conformément à l'idée de l'invention, dans de tels cas il est particulièrement avantageux d'amener la machine électrique à agir, de préférence au niveau des vitesses ou au niveau des pignons des vitesses, avec une surmultiplication moyenne, par exemple en fonction du choix de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, de préférence pour la vitesse II et la vitesse IV ou pour la vitesse III. En outre la machine électrique peut être montée sur l'arbre de sortie de la boîte de vitesses auquel cas elle est disposée de manière à pouvoir tourner autour de cet arbre et peut être reliée selon une liaison motrice à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Ceci et avantageux en particulier dans ce qu'on appelle des boîtes de vitesse en ligne, dans lesquelles l'arbre de sortie de la boite de vitesses est disposé coaxialement au vilebrequin. Ici la machine électrique peut être installée sur l'extrémité de la boîte de vitesses, qui est située à l'opposé du vilebrequin, sur l'arbre de sortie de la boite de vitesses et par conséquent être disposée d'une manière optimale pour des questions d'espace de montage. Un montage rotatif être prévu autour de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses par le fait que le rotor est monté de manière à pouvoir tourner autour de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et est tourillonné sur cet arbre ou bien que le rotor est monté de manière à pouvoir tourner par rapport au carter de la boîte de vitesses. Dans les deux cas, le stator est relié de façon fixe au carter de la boîte de vitesses. Comme dans les autres exemples de réalisation, la machine électrique peut être réalisée en tant que rotor extérieur ou rotor intérieur, c'est-à-dire avec un rotor disposé autour du stator ou à l'intérieur du stator. La machine électrique peut être d'une manière générale du type synchrone, du type asynchrone ou du type à reluctance. La coopération entre le rotor et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses peut être réalisée au moyen d'un système d'entraînement par courroie, d'une liaison à pignons ou analogue, auquel cas il peut être particulièrement avantageux de relier la machine électrique à un pignon d'un couple de pignons d'une vitesse, par exemple d'une vitesse ayant une surmultiplication élevée, par exemple la vitesse V. A cet effet on choisit avantageusement une vitesse dont la surmultiplication est supérieure à la surmultiplication de la vitesse directe (la vitesse de rotation du vilebrequin est égale à la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses) de sorte qu'on est en présence d'une surmultiplication qui correspond aux conditions de surmultiplication des deux vitesses entre la machine électrique et le moteur à combustion interne, ce qui a pour effet que la machine électrique peut fonctionner dans le mode en générateur pour des vitesses de rotation de rendement et que la machine électrique peut faire démarrer le moteur à combustion interne dans le cas de faibles vitesses de rotation correspondantes du vilebrequin et de vitesses élevées de rotation de la machine électrique. En outre pour accroître plus encore la gamme des vitesses de rotation de la machine électrique, il peut être avantageux de relier le rotor solidairement en rotation à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, par exemple au moyen d'un
embrayage de commutation.
Au moins une unité auxiliaire peut être reliée selon une liaison motrice à la machine électrique et notamment il peut être avantageux que dans le cas d'un montage de la machine électrique à axes parallèles avec l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, la machine électrique soit intégrée dans le plan des poulies des unités auxiliaires. La machine électrique peut produire une fonction d'entraînement, au sens connu, et à cet effet la machine électrique peut être avantageusement découplée de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses de sorte que les unités auxiliaires peuvent être entraînées par la machine électrique indépendamment des vitesses de rotation de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, c'est-à- dire également indépendamment des vitesses de rotation des roues motrices et de la vitesse de rotation de l'arbre
d'entraînement du moteur à combustion interne.
Avantageusement, dans le cas o cela est souhaitable, on peut faire l'économie de l'alimentation séparée des unités auxiliaires avec un moteur électrique respectif et réduire le poids correspondant. En outre entre la machine électrique et la au moins une unité auxiliaire, on peut prévoir une surmultiplication, qui peut être réglée d'une manière variable, par exemple au moyen d'une boîte de vitesses à moyen d'enroulement réglable de façon variable (CTV) ou par l'intermédiaire de systèmes de liaison à pignons pouvant être commutés automatiquement ou manuellement. De même il peut être avantageux de découpler la machine électrique vis-à-vis de la au moins une unité auxiliaire par l'intermédiaire de ce qu'on appelle un embrayage d'unité auxiliaire. Plusieurs unités auxiliaires disposées dans un plan de poulies peuvent être séparées, reliées entre elles et/ou connectées réciproquement par des embrayages, des systèmes de roue libre et des mécanismes correspondants pour sélectionner des surmultiplications
variables et/ou fixes.
Selon une autre idée à la base de l'invention, la liaison entre l'arbre d'entraînement et au moins l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses peut être démultipliée ou surmultipliée. Cette surmultiplication ou surmultiplication peut être réalisée avantageusement à l'aide d'étages de pignons, et de ce fait déjà l'étagement des arbres d'entrée de la boîte de vitesses entre eux peut être réalisé, par le fait qu'un arbre d'entrée de la boîte de vitesses est soumis déjà à une surmultiplication alors que l'autre ne l'est pas. En outre la surmultiplication de la gamme de vitesses de rotation des arbres d'entrée de la boîte de vitesses peut être réglée de telle sorte qu'indépendamment de la vitesse engagée, la machine électrique peut fonctionner avec une vitesse de rotation optimisée, c'est-à-dire adaptée à la machine électrique sur la base de son rendement. Il est évident que la surmultiplication correspondante peut être également réalisée directement entre l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et la machine électrique, notamment dans le cas d'un montage à axes parallèles de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses ou de la machine électrique avec une liaison agissant entre ces éléments, comme par exemple un système d'entraînement par courroie, un système d'entraînement par chaîne, un système d'entraînement à
pignons et analogue.
Conformément à une autre idée selon l'invention, la chaîne motrice constituée par l'unité d'entraînement telle que le moteur à combustion interne, le dispositif d'embrayage ainsi que l'embrayage double et la boîte de vitesses, telle que la boîte de vitesses à embrayage double, est prévue pour l'actionnement automatique, et au moins un embrayage et/ou une vitesse peuvent être commutés
automatiquement en fonction de la situation de conduite.
Cependant l'agencement de la chaîne motrice sous la forme d'une boîte de vitesses entièrement automatique comportant deux embrayages devant être actionnés d'une manière entièrement automatique et avec un actionnement entièrement automatique de toutes les vitesses est cependant avantageux. Au moins une vitesse ou un embrayage peut être actionné par l'intermédiaire d'un actionneur, qui peut être un actionneur électrique, hydraulique, pneumatique ou un actionneur combiné basé sur ces principes. Dans un exemple de réalisation avantageux, un tel actionneur est prévu pour chaque vitesse et il peut être particulièrement avantageux de réaliser une commutation respectivement deux vitesses disposées au voisinage l'une de l'autre sur un arbre d'entrée de la boîte de vitesses, par l'intermédiaire de manchons de commutation tels que des douilles coulissantes, sur lesquels agit un actionneur correspondant, et par exemple on peut former un appariement de vitesses comprenant une première vitesse et une vitesse voisine de cette dernière sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et qui est actionnée par un actionneur. Par exemple l'appariement de vitesses peut être formé à partir de la première et de la troisième vitesse, la douille coulissante pouvant dépasser une position neutre éventuellement réglée, entre l'activation de la première vitesse et l'activation de la seconde vitesse, par formation d'une liaison par formes complémentaires avec l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Il peut être avantageux de combiner une vitesse individuelle, qui ne peut pas être combinée pour un appariement de vitesses, au système de liaison de la machine électrique et de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, de sorte qu'avec cette douille coulissante, un actionneur active cette vitesse ou bien relie la machine électrique à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses ou
règle facultativement une position neutre.
Conformément à une autre idée selon l'invention, des étages de surmultiplication sur les arbres d'entrée de la boîte de vitesses, qui sont équipés d'un dispositif de synchronisation installé sur le dernier ensemble de pignons, par exemple du premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses qui ne coopère pas avec la machine électrique, peuvent être actionnés à l'aide d'un actionneur, et des étages de surmultiplication sont engagés par le fait qu'un pignon fou est relié à l'arbre qu'il porte, au moyen d'un élément de sortie final, qui fait partie du mécanisme de sortie final qui est actionné par le mécanisme d'actionnement final, et la séquence de commutation des étages de surmultiplication n'est pas fixée dans le mécanisme d'actionnement final. L'élément de sortie final est l'élément qui est déplacé pour fixer un rapport de surmultiplication, c'est-à-dire qui établit la liaison entre deux moyens de transmission de force, par exemple dans un manchon d'accouplement. Cet élément de sortie final fait partie du mécanisme de sortie final qui comprend par exemple, en dehors du manchon d'accouplement, une fourche de commutation, qui est reliée avec le manchon d'accouplement et peut être déplacée à l'aide d'un doigt de commutation, qui peut coopérer avec ce manchon, de sorte que le manchon d'accouplement est déplacé pour engager ou désenclencher un étage de surmultiplication, le doigt de commutation faisant partie du mécanisme d'actionnement final qui actionne le mécanisme de sortie final. Le mécanisme d'actionnement final, qui peut être commandé par un actionneur, et une transmission cinématique du déplacement de l'actionneur à un élément d'actionnement, par exemple un doigt de commutation, comprennent au moins un élément d'actionnement principal, tel qu'un doigt de commutation, qui coopère avec les mécanismes de sortie finals tels que des fourches de commutation et des douilles coulissantes de telle sorte qu'un étage de surmultiplication peut être engagé et qu'au moins un élément d'actionnement principal peut coopérer alors avec l'autre mécanisme de sortie final, sans que l'étage de surmultiplication engagé au préalable ait à être désenclenché, le mécanisme d'actionnement final pouvant comporter au moins un élément d'actionnement auxiliaire, par exemple au moins une autre came de commutation. Les mécanismes de sortie finals au sens de l'invention peuvent comporter des éléments de liaison, tels que des fourches de commutation, qui possèdent une première zone fonctionnelle pour l'engagement d'un élément d'actionnement principal et une seconde zone fonctionnelle pour l'engagement d'un élément d'actionnement auxiliaire. L'élément d'actionnement auxiliaire peut être disposé par exemple sur un arbre de commutation monté rotatif autour de leur axe longitudinal, la seconde zone fonctionnelle pouvant être conçue de telle sorte que lors d'une rotation de l'arbre de commutation, une force peut être transmise par un élément d'actionnement auxiliaire dans la seconde zone fonctionnelle dans le sens d'un désenclenchement de l'étage de surmultiplication associé, force qui est égale ou supérieure à la force
nécessaire pour le désenclenchement. Dans la mesure o au moins un élément d'actionnement principal coopère
avec un mécanisme de sortie final, le au moins un élément d'actionnement auxiliaire coopère avec au moins l'autre mécanisme de sortie final. Il peut être en outre avantageux que, lors d'un actionnement d'un mécanisme de sortie final pour l'engagement d'un étage de surmultiplication, simultanément au moins un autre mécanisme de sortie final soit actionné, pour engager un étage de surmultiplication, à l'aide du au moins un élément d'actionnement auxiliaire servant à désenclencher les étages de surmultiplication qui y sont associés. Le mécanisme d'actionnement final peut être prévu de manière qu'un seul étage de surmultiplication d'un arbre d'entrée de la boîte de vitesses peut être simultanément engagé. En outre, l'élément d'actionnement auxiliaire et des zones fonctionnelles dans les mécanismes de sortie finals peuvent coopérer de telle sorte qu'un désenclenchement de l'étage de surmultiplication s'effectue lors d'une rotation de l'arbre de commutation, indépendamment du sens de rotation, auquel cas un élément d'actionnement et ses zones fonctionnelles sont agencés de manière à être symétriques. Avantageusement le au moins un élément d'actionnement auxiliaire peut comporter avantageusement deux parties d'extrémité en forme de cames, et les zones fonctionnelles comportent des évidements qui leur correspondent. En outre les zones fonctionnelles peuvent comporter deux parties d'extrémité en forme de cames et le au moins un élément d'actionnement auxiliaire peut comporter des évidements qui leur correspondent. La transmission de force entre l'élément d'actionnement auxiliaire et les zones fonctionnelles peut être réalisée par exemple par l'intermédiaire de la pointe des parties d'extrémité en forme de cames ou par l'intermédiaire des surfaces latérales des parties d'extrémité en forme de cames. D'autres possibilités d'agencement et une
description plus détaillée du fonctionnement sont indiquées
dans le document allemand DE 101 08 990.2 non publié antérieurement et qui est ici intégré dans sa totalité dans
la présente demande.
Conformément à l'idée de l'invention, le mécanisme d'actionnement final peut réaliser également la synchronisation de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses au moyen du dispositif de synchronisation sur le dernier ensemble de roues, par le fait que par exemple la douille coulissante actionne uniquement le dispositif de frottement du dispositif de synchronisation du dernier ensemble de roues, par le fait qu'un déplacement axial est exécuté conformément à l'engagement du dernier étage de surmultiplication, mais que finalement l'embrayage de commutation n'est pas actionné et est à nouveau ramené dans la position initiale après le freinage de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et une fois qu'est atteinte la vitesse de rotation de synchronisation de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Il est évident que le dispositif de frottement du dispositif de synchronisation est conçu de façon correspondante au niveau du dernier ensemble de pignons pour prendre en charge la synchronisation de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses pour tous les changements de surmultiplication des étages de surmultiplication disposés sur cet arbre d'entrée de la boîte de vitesses. On peut prévoir des partenaires de frottement particulièrement solides et résistant à l'usure, comme par exemple des disques de friction en céramique ou des garnitures de friction usuelles possédant une gamme d'usure étendue. En outre on peut prévoir des disques de friction aisément remplaçables, par exemple des lamelles ouvertes unilatéralement disposées dans des cages à lamelles, et qui peuvent être repoussées aisément sur l'arbre sur lequel le dispositif de synchronisation est disposé. L'utilisation du mécanisme d'actionnement final avec au moins un élément d'actionnement principal et un élément d'actionnement auxiliaire est particulièrement avantageuse en ce que, pour synchroniser la vitesse de rotation du premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses sur la vitesse de rotation de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses pendant une commutation des étages de surmultiplication, le dispositif de synchronisation situé sur le dernier ensemble de pignons est actionné à l'aide de l'élément d'actionnement auxiliaire, et la commutation des étages de surmultiplication s'effectue à l'aide de l'élément d'actionnement principal. De cette manière, le freinage de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses à
l'aide de l'élément d'actionnement auxiliaire peut s'effec-
tuer presque en même temps et selon la même étape de travail que le désengagement de l'étage de surmultiplication engagé, avec l'élément principal de sorte que par rapport à la disposition de dispositifs de synchronisation séparés pour chaque étage de vitesse - un dispositif qui requiert un espace de montage beaucoup plus grand et est beaucoup plus onéreux - il n'apparaît pratiquement aucune perte de temps et un actionnement simplifié du dispositif de synchronisation par rapport à l'actionnement avec un mécanisme d'actionnement final, qui est séparé ou qui dépend cinématiquement d'une manière compliquée du mécanisme d'actionnement final pendant le désengagement et l'engagement des autres étages de vitesses. Il est évident que l'élément d'actionnement auxiliaire peut également engager le dernier étage de
surmultiplication.
Conformément à une idée de l'invention, l'unité d'entraînement peut être en outre formée avantageusement par un moteur à combustion interne comportant un vilebrequin, qui peut être relié respectivement à un arbre d'entrée de la boîte de vitesses au moyen d'un embrayage double. A cet effet une machine électrique - telle qu'elle était désignée plus haut sous l'expression première machine électrique - est reliée en outre, de manière à pouvoir en être découplée, à au moins un arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Il peut être particulièrement avantageux de disposer la machine électrique de manière que cette dernière puisse être reliée alternativement aux deux arbres d'entrée de la boîte de vitesses. Pour établir cette liaison, on peut utiliser un embrayage à friction, un embrayage de commutation et un embrayage magnétique, la liaison entre la machine électrique et l'arbre d'entrée de
la boîte de vitesses étant réalisée moyennant l'établis-
sement de champs électromagnétiques, et la formation de la liaison ou la commande de son embrayage peut s'effectuer à l'aide d'un actionneur du type en fonctionnement électrique, hydraulique et/ou pneumatique ainsi qu'avec un actionneur dont le fonctionnement est la combinaison des fonctionnements précédents ou, dans le cas d'un embrayage magnétique, par une commande correspondante des courants électriques circulant dans le dispositif, qui règle l'effet magnétique, tel que des bobines et analogues. Il est évident que pour la formation d'une liaison amovible entre les arbres d'entrée de la boîte de vitesses et la machine électrique, il peut être également avantageux d'utiliser deux embrayages, auquel cas respectivement un embrayage permet de relier la machine électrique à l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses et à cet effet deux
actionneurs correspondants peuvent être utilisés.
Au moins un appareil auxiliaire peut être relié selon une liaison motrice à la machine électrique et en particulier il peut être avantageux que, dans le cas d'une disposition de la machine électrique à axes parallèles avec l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, la machine électrique soit intégrée dans le plan des poulies des unités auxiliaires. La machine électrique peut exercer au sens connu une fonction d'entraînement et à cet effet la machine électrique peut être découplée avantageusement de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses de sorte que les unités auxiliaires peuvent être entraînées par la machine électrique indépendamment des vitesses de rotation de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, c'est-à-dire également indépendamment de la vitesse de rotation des rouies motrices et de la vitesse de rotation de l'arbre
d'entraînement du moteur à combustion interne.
Avantageusement, lorsque cela est souhaitable, on peut de ce fait entraîner électriquement les unités auxiliaires indépendamment de l'unité d'entraînement et supprimer l'alimentation séparée de ces unités d'entraînement avec un moteur électrique respectif et une économie de poids correspondante. En outre entre la machine électrique et la au moins une unité auxiliaire, on peut prévoir une surmultiplication, qui peut être réglée de façon variable, par exemple par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses à moyen d'enroulement réglable de façon variable (CVT) ou bien à l'aide de systèmes de liaison à pignons pouvant être commutés automatiquement ou manuellement. De même il peut être avantageux de découpler la machine électrique d'au moins un appareil auxiliaire par l'intermédiaire de ce qu'on appelle un embrayage d'unité auxiliaire. Plusieurs unités auxiliaires disposées dans un plan de poulies à courroies peuvent être séparées, reliées entre elles et/ou surmultipliées les unes par rapport aux autres et/ou par rapport à la machine électrique également au moyen d'embrayages, de dispositifs de roue libre et de mécanismes correspondants pour choisir des surmultiplications variables et/ou fixes. Une autre forme de réalisation avantageuse peut consister en ce que, dans le cas de l'utilisation de dispositifs hydrauliques, par exemple d'un dispositif d'actionnement hydraulique, au moins l'un des embrayages est utilisé lors de la récupération d'une énergie récupérée pour l'alimentation de l'accumulateur hydraulique de pression, par le fait que par exemple l'énergie de récupération convertie en énergie électrique alimente une pompe électrique ou une pompe couplée à la chaîne motrice alimente directement l'accumulateur de pression, pendant le processus de récupération, moyennant l'utilisation de l'énergie cinétique introduite par les roues motrices. Dans de tels procédés et agencements il est avantageux d'éviter un processus d'accumulation intermédiaire, qui intervient habituellement, par exemple dans un accumulateur électrique, ce qui permet d'augmenter le rendement global de la récupération et par conséquent du véhicule automobile lui-même. Il est évident que le fonctionnement direct de l'unité auxiliaire avec une énergie cinétique fournit le rendement maximum et que dans des cas d'application particuliers, lorsque par exemple une unité auxiliaire ne peut pas coopérer directement avec la chaîne motrice pour des questions d'espace de montage, l'énergie produite par la machine électrique peut être stockée directement et sans accumulation intermédiaire dans un accumulateur et on peut prévoir une unité auxiliaire fonctionnant électriquement, par exemple une pompe pour des dispositifs d'actionnement d'embrayages, de dispositifs auxiliaires d'assistance de direction, de dispositifs de stabilisation d'unités de roulement et/ou analogues, un compresseur pour des installations de climatisation, une unité de compression de l'air d'aspiration pour un moteur à combustion interne, des freins à pression pneumatique et/ou analogues, une telle unité auxiliaire pouvant être disposée en fonction des conditions d'espace de montage. En ce qui concerne la priorité donnée à l'alimentation en courant pour l'alimentation en énergie dans une combinaison d'appareils individuels d'utilisation ou d'unités consommant de l'énergie, on peut prévoir une dépendance vis-à-vis de l'état de charge de l'accumulateur électrique pendant le processus de récupération. La priorité maximale peut être avantageusement donnée à l'alimentation des appareils d'utilisation importants du point de vue sécurité, comme par exemple les pompes d'assistance de direction, les dispositifs de freinage, les dispositifs d'actionnement pour des embrayages, les composants de stabilisation de l'unité mobile, la commande du moteur et analogue avant des appareils d'utilisation fournissant un confort, tels que des compresseurs de climatisation, le chauffage des sièges, les lève-glaces et analogues, et ensuite l'énergie en excès peut être stockée par exemple sous la forme d'une énergie électrique dans un accumulateur électrique ou par exemple sous forme thermodynamique dans un compresseur de climatisation, par exemple sous la forme d'une neige carbonique, sous la forme d'un gaz surcritique
condensé ou analogue.
Dans le dispositif de commutation selon l'invention mentionné plus haut, l'élément de sortie final est l'élément qui est déplacé pour fixer un rapport de surmultiplication, c'est-à-dire qui établit la liaison entre deux moyens de transmission de force, comme par exemple un manchon d'accouplement. Cet élément de sortie final fait partie du mécanisme de sortie final, qui comprend par exemple, en dehors du manchon d'accouplement, une fourche de commutation, qui est reliée au manchon d'accouplement et est déplaçable au moyen d'un doigt de commutation, qui peut coopérer avec ce manchon, de sorte que le manchon d'accouplement est déplacé de manière à engager ou désenclencher un étage de surmultiplication, auquel cas le doigt de commutation fait partie du mécanisme d'actionnement, qui actionne le mécanisme de sortie final; comme mécanisme d'actionnement final, on indique l'ensemble de la chaîne cinématique entre le dispositif de commutation ou le dispositif d'entraînement de sélection et le mécanisme de sortie final. Dans des boîtes de vitesse de l'état de la technique, la coopération du mécanisme de sortie d'extrémité et du mécanisme d'actionnement d'extrémité s'effectue de telle sorte que l'engagement d'un étage de surmultiplication ne peut s'effectuer que lorsqu'aucun autre étage de surmultiplication n'est engagé. Pour engager un étage de surmultiplication, il faut nécessairement désenclencher au préalable tous les autres étages de surmultiplication. Ainsi les mâchoires des fourches de commutation, auxquelles le doigt de commutation peut être relié pour commuter le manchon d'accouplement au moyen de la fourche de commutation respective, sont agencées de telle sorte que le doigt de commutation peut entrer en liaison uniquement avec une autre fourche de commutation lorsque le manchon d'accouplement, à la fourche de commutation duquel il est précisément relié, est situé dans le position neutre. En rapport avec une boîte de vitesses manuelle connue comportant une configuration de commutation en H, il s'avère qu'un déplacement de sélection du levier de changement de vitesse faisant passer d'une voie de commutation à une autre ne peut s'effectuer que dans la voie du neutre, auquel cas lors d'un déplacement du levier depuis d'une voie de commutation dans une autre voie de commutation pour venir dans la voie du neutre, l'étage de surmultiplication précisément engagé est toujours désenclenché. Les étages de surmultiplication, qui peuvent être activé par ce manchon d'accouplement, ne peuvent pas être engagés simultanément. Pour un procédé de commutation, il est par conséquent nécessaire de désengager tous les étages de surmultiplication, d'exécuter un déplacement de sélection, puis d'engager à nouveau l'étage de surmultiplication; pendant ce temps, le flux de couple est interrompu par un embrayage de démarrage ouvert, étant donné que la voie de transfert doit être sans charge pendant le processus de commutation ou de changement de vitesses En particulier dans le cas de boîtes de vitesses à commutation en charge, dans lesquelles les étages de surmultiplication forment des groupes, entre lesquels peuvent être exécutées des commutations de charge étant exemptes de toute interruption de la force de traction, par exemple par le fait que les étapes de surmultiplication sont entourées par différentes chaînes parallèles de travail de la boîte de vitesses, qui sont associées à différents éléments de sortie d'un embrayage à friction, de sorte que sous l'effet d'un actionnement de l'embrayage à friction lors d'un changement de vitesse en cours, une commutation continue du couple d'une voie de transmission à une autre voie de transmission peut être exécutée, on connaît des formes de réalisation de la liaison du mécanisme de sortie final et du mécanisme d'actionnement final, qui permettent d'engager l'étage de surmultiplication, sans désenclencher un autre étage de surmultiplication éventuellement déjà engagé. De cette manière, il est possible d'engager, à l'aide d'au moins un seul mécanisme d'actionnement final, plusieurs étages de surmultiplication dans plusieurs voies de transfert de la boîte de vitesses par le fait qu'au moins un étage de surmultiplication est engagé dans une voie de transfert, le doigt de commutation peut alors être relié - sans que l'étage de surmultiplication correspondant ait à être désenclenché, à d'autres fourches de commutation pour l'engagement d'autres étages de surmultiplication. Dans ce contexte, on se référera au document allemand DE 100 20 821 Ai du déposant, dont le contenu se rapporte également au
sujet de la présente demande.
Habituellement, on forme deux groupes d'étages de surmultiplication, dans lesquels des surmultiplications successives d'étages de surmultiplication sont associées à des groupes différents. Par exemple dans une boîte de vitesses à commutation, comportant une vitesse de marche arrière (R) et six vitesses de marche avant (I - VI), un groupe inclut les vitesses I, III et V et l'autre groupe
inclut les vitesses R, II, IV et VI.
Dans une telle boîte de vitesses, il est possible qu'un étage de surmultiplication soit engagé dans une voie de transfert dans la boîte de vitesses, qui est fermée dans le flux de transfert de couple au moyen de l'embrayage à friction, et que dans l'autre voie de transfert - encore ouverte -, l'étage de surmultiplication, sur lequel une commutation doit être exécutée ultérieurement par déviation du flux de transfert du couple à la voie concernée de transfert, est engagé. Pendant un processus d'accélération, alors que la vitesse III est engagée dans une voie de transfert fermée de la boîte de vitesses, la vitesse IV est engagée dans l'autre voie de transfert. Mais dans le cas o brusquement il doit se produire une commutation en retour sur la vitesse II, la vitesse IV doit tout d'abord être désenclenchée, puis la vitesse II doit être engagée, ce qui implique en particulier un retard très élevé, lorsque les vitesses II et IV sont commutées par des manchons
d'accouplement différents.
On peut également imaginer une situation, dans laquelle, alors que la voie de transfert de la boîte de vitesses est ouverte, plus d'un étage de surmultiplication est engagé, ce qui représente un très grand risque du point de vue sécurité étant donné que dès que cette voie de transfert est associée au flux de transfert de couple, plusieurs étages de surmultiplication avec des surmultiplications différentes, ce qui peut conduire au fait que la boîte de vitesses est bloquée ou même est détruite. On connaît en outre ce qu'on appelle des boîtes de vitesses à cylindres de commutation, dans lesquels les mécanismes de sortie finals des étages de surmultiplication sont actionnés au moyen d'un cylindre de commutation rotatif. Par exemple dans le cylindre de commutation sont aménagées des rainures en forme de coulisses, qui s'étendent sur la surface du cylindre de commutation cylindrique, et ce aussi bien dans la direction circonférentielle que dans la direction axiale, de sorte que lors d'une rotation du cylindre de commutation autour de son axe longitudinal, des fourches de commutation, qui sont reliées du point de vue cinématique au cylindre de commutation à l'aide d'éléments glissant dans la rainure, exécutent un déplacement dans la direction axiale du cylindre de commutation; la séquence de commutation des étages de surmultiplication en rapport avec la rotation de
l'arbre de commutation est fixée par l'allure des rainures.
De telles boîtes de vitesses à cylindre de commutation permettent, dans le cas d'un agencement correspondant des rainures, un désenclenchement avec chevauchement d'un ancien étage de surmultiplication et l'engagement d'un nouvel étage de surmultiplication, ce qui conduit à un certain avantage du point de vue temps lors de l'opération de changement de vitesse et par conséquent permet de réduire la durée de l'interruption de la force de traction, et les changements de vitesse sont possibles seulement d'une manière séquentielle et une commutation par exemple de la vitesse I sur la vitesse III est possible de la même manière qu'une rétrogradation directe par exemple de la vitesse V à la vitesse I. Ce problème est résolu grâce au fait que dans une
boîte de vitesses, dans laquelle le mécanisme d'action-
nement final comprend au moins un élément d'actionnement principal tel qu'un doigt de commutation, qui par exemple coopère sous l'effet d'un déplacement axial d'un arbre de commutation, sur lequel il est monté, avec les mécanismes de sortie finals, qui sont formés par exemple par des fourches de commutation et par des manchons qui y sont reliés, de sorte qu'un étage de surmultiplication peut être engagé par exemple par le fait que l'arbre de commutation, sur lequel est monté le au moins un élément d'actionnement principal, est entraîné en rotation, et qu'il peut coopérer ensuite avec un autre mécanisme de sortie final sans que l'étage de surmultiplication engagé au préalable ait à être désenclenché, le mécanisme d'actionnement final comporte au
moins un élément d'actionnement auxiliaire.
Conformément à une forme de réalisation devant être particulièrement préférée, dès qu'au moins un élément d'actionnement principal coopère avec un mécanisme de sortie final, le au moins un élément d'actionnement auxiliaire coopère avec au moins un autre mécanisme de sortie final, et par exemple dans une position déterminée, un élément d'actionnement final coopère avec un mécanisme
de sortie final et simultanément des éléments d'actionne-
ment auxiliaires sont reliés aux autres mécanismes de sortie finals. Lors d'un actionnement d'un mécanisme de sortie final pour l'enclenchement d'un étage de
surmultiplication au moyen du au moins un élément d'action-
nement principal, par exemple par rotation de l'arbre de commutation, avantageusement simultanément le au moins un autre mécanisme de sortie final est actionné à l'aide du au moins un élément d'actionnement auxiliaire pour désenclencher les étages de surmultiplication qui y sont associés. Il est particulièrement approprié que par conséquent un seul étage de transmission puisse être engagé à un instant donné et qu'en raison des opérations, qui se chevauchent, de désenclenchement de l'ancien étage de surmultiplication et de l'engagement du nouvel étage de surmultiplication ainsi que du déplacement de sélection déjà exécuté, on obtient un important avantage du point de
vue temps.
Conformément à un autre exemple de réalisation également particulièrement préféré, dans une boîte de vitesses, dans laquelle les étages de surmultiplication forment des groupes, entre lesquels doit être exécutée une commutation sans interruption de la force de traction, le au moins un élément d'actionnement auxiliaire vient coopérer avec au moins un autre mécanisme de sortie final
du même groupe dès que le au moins un élément d'actionne-
ment principal vient coopérer avec un mécanisme de sortie final d'un groupe. Dans cet exemple de réalisation il est tout à fait appropriée que, lors d'un actionnement du mécanisme de sortie final d'un groupe pour l'engagement d'un étage de surmultiplication au moyen du au moins un élément d'actionnement principal, simultanément le au moins un autre mécanisme final de sortie du même groupe soit actionné à l'aide du au moins un élément d'actionnement auxiliaire pour le désenclenchement des étages de surmultiplication qui y sont associés. Avantageusement le au moins un élément d'actionnement auxiliaire ne vient à coopérer avec aucun mécanisme de sortie final de l'autre groupe dès que le au moins un élément auxiliaire principal vient à coopérer avec un mécanisme de sortie final d'un groupe. Il est très approprié que par conséquent, dans chaque groupe, un étage de surmultiplication puisse être engagé simultanément, mais pas plusieurs étages de
surmultiplication d'un groupe.
Conformément à une forme de réalisation donnée à titre d'exemple, mais devant être particulièrement préférée, des mécanismes de sortie finals, les éléments de liaison, comprennent par exemple des fourches de commutation, ces dernières possèdent une première zone fonctionnelle pour l'engagement d'un élément d'actionnement principal et une seconde zone fonctionnelle pour l'engagement d'un élément d'actionnement auxiliaire de sorte que chaque mécanisme de sortie final peut être actionné au moyen d'un élément d'actionnement principal ou au moyen d'un élément d'actionnement secondaire. Dans une boîte de vitesses, le au moins un élément d'actionnement auxiliaire est également disposé sur l'arbre de commutation qui peut tourner autour de son axe longitudinal lors de l'actionnement, et la seconde zone fonctionnelle est agencée de telle sorte que lors d'une rotation de l'arbre de commutation, une force peut être transmise d'un élément d'actionnement auxiliaire à la deuxième zone fonctionnelle, dans la direction de débrayage de l'étage de surmultiplication associé, force qui est égale ou
supérieure à la force nécessaire pour le désenclenchement.
La liaison entre l'élément d'actionnement auxiliaire et le mécanisme de sortie final n'a pas à être appropriée pour transmettre également une force pour l'engagement d'un
étage de surmultiplication.
Dans un autre exemple de réalisation, une forme de réalisation du au moins un élément d'actionnement auxiliaire qui est préférable, est celle qui permet de relier l'élément d'actionnement auxiliaire à au moins deux mécanismes de sortie finals. A cet effet le au moins un élément d'actionnement auxiliaire possède une largeur particulièrement grande dans la direction de l'axe de l'arbre de commutation, qui correspond avantageusement au moins approximativement à la largeur de deux mâchoires de
fourches de commutation et de leur distance commune.
Conformément à un exemple de réalisation particulièrement préféré, le au moins un élément d'actionnement auxiliaire et les secondes zones fonctionnelles coopèrent de telle sorte qu'un désengagement d'un étage de surmultiplication lors d'une rotation de l'arbre de commutation s'effectue indépendamment du sens de rotation. A partir de la position de départ, dans laquelle l'arbre de commutation est situé dans une position médiane en ce qui concerne sa rotation, et dans laquelle l'élément d'actionnement principal engrène avec la première zone fonctionnelle d'un mécanisme de sortie final, il se produit un engagement d'un étage de surmultiplication, dans lequel l'arbre de commutation tourne soit vers la droite, soit vers la gauche, et dans chaque cas le au moins un élément d'actionnement auxiliaire actionne le ou les étages de surmultiplication associé(s) dans le sens d'un désenclenchement. Dans l'exemple de réalisation, on considère comme particulièrement avantageux le fait qu'à cet effet le au moins un élément d'actionnement et les secondes zones fonctionnelles sont agencés selon une disposition symétrique. Dans un exemple de réalisation devantêtre particulièrement préféré, le au moins un élément d'actionnement auxiliaire comporte deux autres d'extrémité en forme de cames et les secondes zones fonctionnelles
comportent des évidements qui leur correspondent.
Dans un autre exemple de réalisation qui doit être également particulièrement préféré, les deux zones fonctionnelles comportent deux zones d'extrémité en forme de cames et le au moins un élément d'actionnement
auxiliaire comporte des évidements qui leur correspondent.
La transmission de force s'effectue entre l'élément d'actionnement auxiliaire et la seconde zone fonctionnelle, par l'intermédiaire des pointes de zones d'extrémité en forme de cames, et dans un autre exemple de réalisation il est également très avantageux que la
transmission de force s'effectue entre l'élément d'action-
nement auxiliaire et la seconde zone fonctionnelle par l'intermédiaire des surfaces latérales des parties
d'extrémité en forme de cames.
Le problème est résolu, dans ces exemples d'agen-
cement avantageux, à l'aide d'un procédé selon l'invention qui contient au moins les étapes suivantes: - l'unité d'entraînement entraîne, au moins par instants, au moins l'un des deux arbres d'entrée de la boîte de vitesses; - la première machine électrique entraîne au moins par instants l'un des arbres d'entrée de la boite de vitesses; - la première machine électrique est entraînée au moins par instants par l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses. Le procédé selon l'invention permet de prévoir au moins un démarrage de l'unité d'entraînement prévue en tant que moteur en combustion interne, auquel cas de préférence dans le cas du moteur à combustion interne non chaud en fonctionnement, cette unité d'entraînement démarre à l'aide d'un procédé qui est utilisé en liaison avec des agencements avantageux de la chaîne motrice au sens de l'invention, qui comportent respectivement un embrayage entre le moteur à combustion interne et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesse et comprend les étapes suivantes: - les deux embrayage sont ouverts; - aucune vitesse n'est engagée entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, auquel est reliée selon une liaison motrice la première machine électrique, et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; - une vitesse est engagée de préférence avec une faible surmultiplication ou avec une faible démultiplication, entre le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; - la première machine électrique entraîne le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses; - l'embrayage présent dans le flux de force entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre d'entraînement est fermé une fois que la vitesse de rotation impulsionnelle, nécessaire pour un démarrage à froid, de la machine électrique est atteint; - après le démarrage de l'unité d'entraînement, l'embrayage situé dans le flux de force entre l'arbre d'entraînement et le second arbre d'entrée de la boîte
de vitesses est fermé et le véhicule démarre.
Comme autre variante selon ce procédé ou en supplément de ce procédé, on peut prévoir un autre procédé pour faire démarrer le moteur à combustion interne, ce procédé pouvant être utilisé de préférence pour une unité d'entraînement chaude en fonctionnement et incluant les étapes opératoires suivantes: - aucune une vitesse est engagée entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, auquel la première machine électrique est reliée selon une liaison motrice, et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; - une vitesse est engagée, avec de préférence une faible surmultiplication ou avec une faible démultiplication, entre le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; - l'embrayage situé dans le flux de force entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre d'entraînement est fermé; - la première machine électrique est entraînée et l'unité d'entraînement démarre; - le véhicule démarre sous l'effet de la fermeture de l'embrayage présent dans le flux de force entre l'arbre d'entraînement et le second arbre d'entrée de la boîte
de vitesses.
A titre de variante ou en supplément, il peut être avantageux de prévoir le démarrage suivant notamment pour une machine à combustion interne qui n'est pas chaude en fonctionnement, en liaison avec le montage d'un pignon fixe sur le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et d'un pignon fou qui coopère avec le pignon précédent, et comportant un manchon de commutation, ce qu'on appelle un manchon "triplex", qui est disposé sur l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et peut relier entre elles les vitesses d'un couple de vitesses, ou l'une des vitesses selon une liaison par formes complémentaires à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses ou peut prendre une position neutre sans aucune fonction de liaison: - aucune vitesse n'est engagée entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, auquel la première machine électrique est reliée selon une liaison motrice, et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; - les deux vitesses sont reliées entre elles au moyen d'un manchon triplex entre le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; - l'embrayage présent dans le flux de force entre le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre d'entraînement est fermé; - on active la machine électrique et on fait démarrer l'unité d'entraînement; - on ouvre l'embrayage entre l'unité d'entraînement et le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses; - on freine le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses pour les amener à une vitesse de rotation négligeable, par exemple au moyen de la machine électrique; - on amène le manchon triplex dans la position neutre; - on engage une vitesse avec une faible surmultiplication entre le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; - on fait démarrer le véhicule au moyen de la fermeture de l'embrayage dans le flux de force entre l'arbre d'entraînement et le second arbre d'entrée de la boîte
de vitesses.
Un avantage important de ce procédé est un démarrage à froid du moteur à combustion interne pour une vitesse de rotation élevée - ce qui est conditionné par les étages de surmultiplication de deux vitesses, en particulier de la seconde et de la cinquième vitesses - et
par conséquent d'un couple réduit de la machine électrique.
En liaison avec un type de vitesse correspondant, l'absence d'un démarrage impulsionnel dans le cas o le moteur à combustion interne est froid également et notamment à des températures inférieures au point de gelée, est possible et la machine électrique peut être dimensionnée à bon marché et avec un couple faible. Ceci peut entraîner une économie énorme sûre du point de vue coût et du point de vue espace
de montage.
Le procédé selon l'invention peut comporter en outre les étapes opératoires suivantes pour le fonctionnement du premier moteur électrique en tant que générateur pour la production d'une énergie électrique: - la première machine électrique est entraînée par l'unité d'entraînement ou, pour un mode de conduite tel qu'un mode à récupération, par le au moins un pignon d'entraînement; - lors de l'entraînement par l'unité d'entraînement, au choix l'un des deux embrayages situés dans le flux de force entre l'arbre d'entraînement et un arbre d'entrée de la boîte de vitesses est fermé; - lors de l'entraînement par le au moins un pignon
d'entraînement, les deux embrayages sont ouverts.
Il peut être avantageux de faire fonctionner la machine électrique en fonction de l'état de charge d'accumulateurs d'énergie électriques, comme par exemple une batterie à courant fort, un condensateur de puissance et/ou analogue, c'est-à-dire de le relier à un arbre d'entrée de la boîte de vitesses et qui transmet de ce fait à la machine électrique un couple qui est transmis par les
roues et/ou par l'unité d'entraînement à ces dernières.
Pour le procédé selon l'invention, il peut être avantageux de prévoir des flux de couple suivants: - le couple est transmis par l'arbre d'entraînement de l'unité d'entraînement, dans le flux de force entre le premier arbre d'entrée de la transmission, de la boîte de vitesses, qui porte la machine électrique, et l'arbre d'entraînement, au premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et, à partir de là, à l'arbre du rotor de la machine électrique; - le couple est transmis à l'arbre d'entraînement de
l'unité d'entraînement par l'intermédiaire de l'embra-
yage fermé, dans le flux de force entre le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses sans machine électrique, par l'intermédiaire d'un couple de pignons, à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, et à partir de là par l'intermédiaire d'un couple de pignons au premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et, à partir de là, à l'arbre du rotor; - le couple est transmis par le au moins un pignon d'entraînement sur l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et, à partir de là, par l'intermédiaire d'un couple de pignons et au moyen du premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, à l'arbre du rotor de la
première machine électrique.
Pour une vitesse de rotation, la machine électrique peut être entraînée de préférence grâce au choix d'un appariement correspondant de pignons entre l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, appariement pour lequel la machine électrique atteint un point de fonctionnement optimum en rapport avec son rendement. Il peut être avantageux que pendant la récupération, l'unité d'entraînement soit découplée du premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses d'une manière retardée lors d'une commutation du mode de traction au mode de poussée par ouverture de l'embrayage entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre d'entraînement, de préférence au bout d'une durée supérieure à 0,3 s après le passage du mode de traction au
mode de poussée.
La récupération en liaison avec une boîte de vitesses comportant une machine électrique commutable entre les arbres d'entrée de la boîte de vitesses, peut être appliquée d'une manière particulièrement avantageuse, étant donné qu'à l'aide d'une commutation de la machine électrique sur l'arbre d'entrée correspondant et grâce au choix de la vitesse appropriée pour le processus de récupération, le rendement peut être amélioré de façon supplémentaire étant donné que pour le réglage sur la vitesse de rotation avec le meilleur rendement de la machine électrique, on peut utiliser toutes les rapports de la boite de vitesses. Conformément à une autre idée à la base de l'invention, en particulier dans le cas o l'accumulateur d'énergie électrique est déjà chargé, une énergie de récupération peut être accumulée au moyen d'autres formes d'accumulateurs d'énergie, par exemple une
énergie thermique, une pression et analogue.
A cet effet, on peut utiliser des machines de conversion en énergie, qui sont rattachées à l'arbre du rotor, comme par exemple des compresseurs, des éléments Peltier, des éléments piézoélectriques et analogues. De même on peut prévoir à cet effet des unités auxiliaires déjà utilisées par exemple en tant que compresseurs de
climatisation.
On peut prévoir une autre variante de réalisation avantageuse du procédé selon l'invention consistant en ce qu'à titre de supplément ou de variante de l'unité d'entraînement, qui peut être une seconde machine électrique ou un moteur à combustion interne, la première machine électrique transmet, pour l'entraînement du véhicule automobile, un couple au premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et à partir de là par l'intermédiaire d'un couple de pignons entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, à la au moins une roue motrice. Le couple de pignons peut être choisi en fonction de la situation de conduite ou bien on peut utiliser le couple de pignons de
la vitesse engagée à cet instant.
Selon le procédé conforme à l'invention, il est prévu, pendant des processus de commutation pour la synchronisation des vitesses, de freiner le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses avec la première machine électrique et de ce fait de réduire le moment d'inertie du rotor de la machine électrique de sorte que les dispositifs de synchronisation ne peuvent pas être surchargés et éventuellement peuvent être supprimés, auquel cas le freinage du premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses s'effectue au moyen d'une fermeture de brève durée de l'embrayage entre l'unité d'entraînement et le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, tandis que le flux du couple entre l'unité d'entraînement et les roues motrices s'effectue par l'intermédiaire du second arbre d'entrée de la boîte de vitesses. L'intensité du freinage de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses est fonction de la vitesse de rotation de synchronisation, qui doit être
réglée, du premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses.
Le contrôle des vitesses de rotation de synchronisation peut s'effectuer au moyen de capteurs de la vitesse de rotation, qui sont montés sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, comme par exemple dans un capteur, qui est déjà prévu dans la machine électrique et sert à commander cette dernière et/ou sur l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et/ou sur les roues motrices en tant que capteurs de la vitesse de rotation des roues, et dans le cas d'un montage sur l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, il se produit un calcul correspondant de ces vitesses de rotation de synchronisation, qui tient compte des surmultiplications, qui sont appliquées entre les deux arbres, de la vitesse engagée. En outre, on peut prévoir de réaliser une synchronisation exclusivement électrique dans le cas de processus de passage à une vitesse supérieure, qui ne sont pas critiques dans le temps, c'est-à-dire dans le cas de processus de commutation, qui s'effectuent dans le sens d'une vitesse surmultipliée en rapport avec leur surmultiplication dans la boîte de vitesses, alors que dans le cas de processus de rétrogradation, la synchronisation est effectuée exclusivement mécaniquement. Ce mode opératoire présente notamment l'avantage que la dépense d'énergie électrique lors de la rétrogradation devient minimale et que dans le cas du passage à une vitesse plus élevée, une énergie électrique peut être récupérée en raison d'une décélération de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. L'accélération de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses jusqu'à une vitesse de rotation de synchronisation lors de rétrogradations, peut s'effectuer par exemple au moyen d'une fermeture de brève durée de l'embrayage correspondant. Il est évident que dans le cas de changements de vitesse critique dans le temps, la synchronisation peut être effectuée aussi bien
mécaniquement qu'électriquement.
Le déroulement de la commutation pour une boîte de vitesses dans le cas d'un procédé correspondant faisant passer d'une vitesse faiblement surmultipliée avec une surmultiplication plus faible à une vitesse avec une surmultiplication plus élevée s'effectue de telle sorte que par exemple la vitesse à faible surmultiplication est activée entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et que l'embrayage entre l'unité d'entraînement et le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses est fermé et que par conséquent le couple est transmis depuis l'unité d'entraînement à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses par l'intermédiaire de l'embrayage et à partir de là par l'intermédiaire du couple de pignon à l'arbre de sortie de
la boîte de vitesses et à partir de là à la roue motrice.
Pendant ce temps, la vitesse immédiatement suivante est engagée sur le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses, alors que l'embrayage entre l'unité d'entraînement et le second arbre d'entrée de la boite de vitesses est ouvert, et la synchronisation du second arbre d'entrée de la boîte de vitesses peut être assistée au moyen d'un contact glissant de l'embrayage entre l'unité d'entraînement et le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses, ou peut être assistée - dans le cas o la seconde machine électrique est montée sur cet arbre d'entrée de la boîte de vitesses - par une accélération ou un freinage de la machine électrique. Il est évident que le passage à la vitesse immédiatement supérieure peut s'effectuer de la même manière, c'est-à-dire que tout d'abord le couple est transmis par l'intermédiaire du second arbre d'entrée de la boîte de vitesses à la roue motrice et qu'entre-temps la vitesse immédiatement supérieure est engagée au niveau du premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et qu'ensuite l'embrayage relié au premier arbre d'entrée de la boite de vitesses est fermé et l'embrayage relié au
second arbre d'entrée de la boîte de vitesses est ouvert.
Le schéma de commutation pour passer d'une vitesse ayant une multiplication plus élevée à une vitesse devant être nouvellement engagée ayant une surmultiplication plus faible s'effectue de façon similaire, à savoir par le fait que la vitesse immédiatement inférieure est engagée sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses non relié par l'embrayage à l'unité d'entraînement et qu'ensuite l'embrayage interrompt le flux de transmission de couple par l'intermédiaire de la vitesse engagée et met en oeuvre la nouvelle vitesse par fermeture de l'embrayage relié à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, avec la vitesse
devant être nouvellement engagée.
Une autre variante de commutation avantageuse peut consister en la commutation depuis une vitesse à surmultiplication plus élevée à une vitesse à surmultiplication plus faible sur un même arbre d'entrée de la boîte de vitesses, à savoir une rétrogradation sur le même arbre d'entrée de la boîte de vitesses, qui peut être exécutée avantageusement au moyen des étapes opératoires suivantes: - régulation de l'unité d'entraînement sur une puissance accrue, de préférence la pleine charge; - fonctionnement avec patinage de l'embrayage situé dans le flux de force entre un premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, sur lequel sont disposées les vitesses devant être commutées, et l'arbre d'entraînement; - lorsque la vitesse de rotation synchrone est atteinte au niveau de l'embrayage entre l'arbre d'entraînement et un second arbre d'entrée de la boîte de vitesses, en ce qui concerne une vitesse, dont la surmultiplication se situe entre celle des vitesses à commuter sur le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, cet embrayage est entraîné avec glissement et le couple est transmis à au moins une roue motrice, par l'intermédiaire de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, au moyen de la vitesse dont la surmultiplication se situe entre celles des vitesses sur le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses; - l'embrayage entre l'arbre d'entraînement et le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses est fermé; - lorsque la vitesse de rotation de synchronisme de la vitesse devant être nouvellement engagée sur un arbre d'entrée de la boîte de vitesses, la commutation est
effectuée sur cette vitesse.
Il peut être avantageux, dans le cas d'une commutation d'une vitesse à une vitesse devant être nouvellement engagée et présentant une surmultiplication plus faible du même arbre d'entraînement de la boîte de vitesses, d'utiliser pour la synchronisation en supplément la machine électrique lors de la synchronisation sur la vitesse devant être nouvellement engagée, dans la mesure o la machine électrique coopère avec cet arbre d'entre de la boîte de vitesses. En outre il peut être avantageux, pour la synchronisation d'au moins une vitesse devant être nouvellement engagée, qui peut être de préférence la vitesse possédant la surmultiplication la plus faible sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, sur laquelle la machine électrique est reliée selon une liaison motrice, d'utiliser la machine électrique pour freiner l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, qui est raccordée à la machine électrique, pendant l'accélération du véhicule automobile par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. De préférence, l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses est freiné essentiellement à la vitesse de rotation synchrone de la vitesse devant être
nouvellement engagée.
Conformément à l'idée à la base de l'invention, il est en outre avantageux d'utiliser un procédé qui peut être appliqué pour des agencements de boîtes de vitesses, dans lesquels une machine électrique peut être reliée à un arbre d'entrée de la boîte de vitesses à l'aide d'un embrayage de commutation, qui peut relier simultanément la vitesse présentant la surmultiplication maximale à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses. Cet embrayage de commutation présente les états de commutation suivants: le pignon du couple de pignons de la vitesse est monté de manière à pouvoir tourner sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, et la machine électrique est découplée de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses; - la machine électrique est couplée à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, et le pignon fou peut tourner par rapport à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses; - le pignon fou est relié d'une manière bloquée en rotation à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et la machine électrique est couplée à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses; - la machine électrique est reliée au pignon fou et le pignon fou peut tourner par rapport à l'arbre d'entrée
de la boîte de vitesses.
Conformément à l'idée de l'invention, il est en outre prévu, dans ce procédé, des étapes avantageuses pour obtenir un fonctionnement, seul ou assistant le moteur à combustion interne ou une seconde machine électrique à sa place, du véhicule automobile avec la première machine électrique. On peut ouvrir les embrayages situés entre l'arbre d'entraînement et les arbres d'entrée de la boîte de vitesses et en fonction de la situation de conduite, un couple peut être transmis à au minimum une roue motrice par la machine électrique, par l'intermédiaire d'un couple de pignons sélectionné, qui agit entre un arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boite de vitesses. En outre le procédé prévoit d'assister l'unité d'entraînement pour faire fonctionner le véhicule automobile au moyen de la première machine électrique de manière que, dans le cas d'un flux de force s'étendant de l'arbre d'entraînement jusqu'à l'arbre de sortie de la boite de vitesses par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses boîte de vitesses, qui peut être accouplée à la première machine électrique, la première machine électrique agit directement sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et, dans le cas d'un flux de force passant par l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses ne comportant pas la machine électrique, l'embrayage entre l'arbre d'entraînement et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses comportant la machine électrique soit ouvert et que le couple introduit par la machine électrique soit transmis par l'intermédiaire d'un couple de pignons, sélectionnés en fonction de la situation de conduite, à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses. En outre, dans le cas d'un dispositif de boîte de vitesses comportant une machine électrique pouvant être activée entre les arbres d'entrée de la boîte de vitesses, il peut être particulièrement avantageux d'activer en supplément la machine électrique de l'arbre d'entrée de la boite de vitesses, qui précisément ne transmet aucun couple du vilebrequin à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et de la faire fonctionner au moyen de l'une des vitesses installées sur cet arbre d'entrée de la boîte de vitesses, pour obtenir une surmultiplication avec un rendement optimum. Conformément à une autre idée à la base de l'invention, pour un véhicule comportant une transmission à deux embrayages conforme à l'invention, un rampement, c'est-à-dire un déplacement d'avance lent du véhicule à partir de l'état arrêté, par exemple dans un bouchon ou bien dans le cas d'un trafic avec arrêts et démarrages successifs ou bien dans le cas de situations similaires de trafic, peut être avantageux. Une situation de départ peut être celle d'un véhicule dans lequel est réglé un étage sélectionné de déplacement avec une vitesse engagée et le frein serré, le moteur à combustion interne ne fonctionnant pas. Conformément à l'idée à la base de l'invention, on peut établir une distinction entre le fait que le véhicule est censé fonctionner dans le mode de rampement ou doit être accéléré rapidement. Le processus de démarrage pour le moteur à combustion interne peut être déclenché soit en fonction du serrage des freins et/ou par indication d'un souhait concernant la conduite, par exemple par l'indication d'une demande de charge au moteur à combustion interne comme par exemple un actionnement d'une pédale de déplacement, telle qu'une pédale d'accélérateur. Par rapport à une évaluation exclusive de la pédale de déplacement telle que la pédale d'accélérateur, on peut réaliser une économie de temps et le moteur à combustion interne peut démarrer d'une manière plus précoce. En outre, dans le cas d'un desserrage rapide du frein et d'un actionnement rapide de la pédale d'accélérateur, un rampement du véhicule peut être exclu et le véhicule peut être immédiatement accéléré alors que dans le cas d'un relâchement lent de la pédale de frein, un processus de rampement peut être déclenché. A cet effet, en fonction du comportement du conducteur, on peut établir une distinction entre les cas suivants avec les étapes respectivement suivantes des procédés: a) relâchement de la pédale de frein, aucun actionnement de la pédale d'accélérateur après une phase d'arrêt: - le couple disponible de la machine électrique est transmis par l'intermédiaire de l'embrayage situé entre l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses comportant la machine électrique et le vilebrequin; - dans le cas o simultanément entre l'autre arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, un couple, suffisant pour le rendement du véhicule, est transmis à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses par l'intermédiaire d'une vitesse présentant une faible surmultiplication (par exemple la vitesse ayant la surmultiplication la plus faible, dans le cas o l'embrayage entre cet arbre d'entrée de la boîte de vitesses et le vilebrequin patine); - après démarrage du moteur à combustion interne, ce dernier délivre le couple de rampement et la machine
électrique est débranchée.
Le couple transmis appliqué à l'embrayage entre l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses sans machine électrique et le vilebrequin peut être éventuellement réduit à zéro pour l'obtention d'un démarrage plus rapide
du moteur à combustion interne.
b) Le conducteur actionne la pédale d'accélérateur; - lorsque le frein est desserré et que l'embrayage situé entre l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses pourvu de la machine électrique et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses est ouvert alors qu'une faible vitesse est engagée entre cetarbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, le mouvement de rampement est produit au moyen de la
machine électrique et est transmis aux roues motrices.
- après l'actionnement de la pédale d'accélérateur, la vitesse engagée est désactivée; - l'embrayage situé entre le vilebrequin et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses comportant la machine électrique est fermé; - une vitesse présentant une surmultiplication faible est engagée entre l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses ne comportant pas la machine électrique et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; - le moteur à combustion interne est mis en marche au moyen de la machine électrique; - l'embrayage entre le vilebrequin et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses comportant la machine électrique est ouvert après le démarrage et l'autre embrayage est
fermé et le véhicule démarre.
Il est évident qu'ici également conformément aux indications données à la rubrique a), l'embrayage, qui doit être fermé après le départ, peut être réglé sur un moment
de rampement défini.
A cet effet, l'embrayage est situé entre l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses comportant la machine électrique et le vilebrequin avant le point d'activation
afin de réduire la durée d'enclenchement de cet embrayage.
D'autres possibilités avantageuses d'agencement concernant notamment l'accroissement du confort et de la dynamique de changement de vitesse, par exemple dans le cas de passages à des vitesses élevées et/ou de rétrogradations, doubles et/ou triples, sans interruption de la force de traction peut consister en l'intégration d'autres arbres d'entrée de la boîte de vitesses ou d'arbres secondaires comportant des couples supplémentaires de pignons de vitesse, ou des arbres d'entrée de la boîte de vitesses ou des arbres auxiliaires, qui constituent la division. Conformément à l'idée à la base de l'invention il est prévu un autre déroulement avantageux de commutation de telle sorte que pendant un processus de changement de vitesse entre une première vitesse, par exemple la vitesse II sur un premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et une deuxième vitesse à surmultiplication plus élevée par rapport à la première vitesse, par exemple la vitesse II sur un second arbre d'entrée de la boîte de vitesses, l'embrayage entre le vilebrequin et le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses transmet un couple à la machine électrique qui coopère avec l'embrayage jusqu'à ce que l'arbre du vilebrequin possède approximativement la vitesse de rotation pour un fonctionnement sans à-coups avec la seconde vitesse. De cette manière, on peut se passer d'effectuer des équilibrages de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, qui sont un inconvénient, par exemple par le fait que - d'une manière liée à la durée de vie plus courte du catalyseur en raison d'une concentration accrue de carbure d'hydrogène non brûlé - la charge du moteur à combustion interne est réduite au moyen d'un réglage de l'angle d'allumage. L'avantage de la machine électrique par rapport à ce procédé réside notamment dans sa capacité de régulation nettement meilleure et sa dynamique élevée de sorte que les gradients d'accélération au niveau de l'arbre mené peuvent être maintenus faibles et qu'une sensation accrue de confort est obtenue lors du changement de vitesse. En outre l'entrée d'énergie dans les embrayages peut être réduite, ce qui entraîne une durée de vie accrue et une plus faible
consommation en énergie.
D'autres caractéristiques et avantages de la
présente invention ressortiront de la description donnée
ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - les figures 1 à 10 représentent des exemples de réalisation avantageux d'une boîte de vitesses à embrayage double comportant un moteur à combustion interne et une machine électrique, sous la forme d'une représentation schématique, ainsi que des détails à cet égard; - la figure 11 montre une représentation schématique d'une boîte de vitesses à double embrayage, comportant deux machines électriques; - les figures 12 et 13 représentent des diagrammes de variation de la puissance de machines électriques en fonction de la vitesse de rotation; - les figures 14 à 18 représentent des variations du couple d'exemples de réalisation selon l'invention en
fonction de la durée de commutation entre deux vitesses.
- la figure 19 illustre un programme d'exécution pour achever un processus de récupération; - la figure 20 représente un autre exemple de réalisation d'une boîte de vitesses à double embrayage; - les figures 21 et 22 représentent des exemples de réalisation avantageux d'une boîte de vitesses à double embrayage conformément à l'idée de l'invention, selon une représentation schématique; - la figure 23 montre une représentation schématique d'un exemple de réalisation d'un mécanisme d'actionnement final pour le mécanisme à embrayage double de la figure 2; - la figure 24a représente un véhicule comportant un embrayage d'une boîte de vitesses pouvant être actionnée de façon automatisée; - la figure 24b représente un véhicule comportant une chaîne motrice ramifiée; - la figure 25 représente des mécanismes de sortie finals comportant un mécanisme d'actionnement final; - la figure 26a représente le fonctionnement d'un élément d'actionnement auxiliaire; - la figure 26b représente le fonctionnement d'un élément d'actionnement auxiliaire; - la figure 26c représente le fonctionnement d'un élément d'actionnement auxiliaire; - la figure 26d représente le fonctionnement d'un élément d'actionnement auxiliaire; - la figure 27 représente un diagramme représentant l'angle de rotation de l'arbre de commutation et le déplacement de la douille coulissante; - la figure 28a représente un agencement d'un élément d'actionnement principal et d'un élément d'actionnement auxiliaire sur un arbre de commutation; la figure 28b représente un agencement d'un élément d'actionnement principal et d'un élément d'actionnement auxiliaire sur un arbre de commutation; - la figure 29a représente un agencement d'un élément d'actionnement principal et de deux éléments d'actionnement auxiliaires particulièrement larges pour l'actionnement simultané de deux mécanismes de sortie finals; - la figure 29b représente un agencement d'un élément d'actionnement principal et de deux éléments d'actionnement auxiliaires particulièrement larges pour l'actionnement simultané de deux mécanismes de sortie finals; - la figure 30 représente des configurations d'éléments d'actionnement auxiliaires; - la figure 31 représente une position de l'arbre de commutation et un schéma H; - la figure 32 représente l'arbre de commutation et le schéma H avec un élément d'actionnement auxiliaire large; - la figure 33a représente un agencement, pris à titre d'exemple, de l'invention pour son utilisation dans une boîte de vitesses manuelle usuelle; - la figure 33b représente la douille de l'élément d'actionnement; - la figure 34a représente un agencement pris à titre d'exemple de l'invention pour son utilisation dans une boîte de vitesses automatisée; - la figure 34b représente un élément latéral; - la figure 34c représente un élément en forme de douille; - la figure 35a représente un agencement pris à titre d'exemple de l'invention pour son application à une boîte de vitesses à embrayage double; et
- la figure 35b représente un élément latéral.
Les figures 1 à 10 montrent, selon une représentation schématique, différents exemples de réalisation, qui ne doivent pas être considérés de façon limitative, de boîtes de vitesses la à lm à double embrayage. Les boîtes de vitesses la à lm à double embrayage contiennent chacune deux arbres 2a, 2b ainsi qu'au moins un arbre de sortie 3 ou 3a, 3b sur la figure 2A, qui est relié selon une liaison motrice à au moins une roue motrice et de préférence à deux ou quatre roues motrices par l'intermédiaire d'un différentiel, d'une unité de répartition de puissance telle qu'un accouplement visqueux, des boîtes de vitesses à répartition de puissance et/ou analogues à au moins une roue motrice, et par conséquent transmet le couple moteur à au moins une roue d'entraînement pour faire avancer le véhicule, un moment de poussée introduit par les roues pour la récupération, pouvant être introduit également dans la boîte de vitesses avec un sens inversé du couple. Entre le vilebrequin 4 entraîné par le moteur à combustion interne et les arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses est prévu respectivement un embrayage à friction 5, 6, qui prévoit que les arbres d'entrée correspondants 2a, 2b de la boîte de vitesses peuvent être déconnectés du vilebrequin 4. En rapport avec l'allure du couple entre le vilebrequin 4 et les embrayages 5, 6 on peut prévoir facultativement respectivement un dispositif d'amortissement servant à amortir des oscillations de torsion et/ou des oscillations axiales ou des oscillations de nutation, par exemple un volant d'inertie à deux masses 7a, qui est disposé entre les deux branches 4, 4a du vilebrequin, ou un dispositif 7b d'amortissement d'oscillations de torsion dans un disque d'embrayage. Il est évident que - comme cela est connu en soi - le volant d'inertie à deux masses peut être intégré dans au moins un et de préférence dans les deux embrayages 5, 6, auquel cas dans une forme de réalisation préférée, il peut être particulièrement avantageux de prévoir un volant d'inertie à deux masses avec un embrayage double, comme représenté sur les figures 5, 8, 9, 10, en tant que volant
d'inertie à deux masses comportant un embrayage double 7c.
Les embrayages 5, 6 sont agencés de préférence sous la forme d'embrayages à friction comportant chacune un plateau de serrage et un plateau de pression déplaçable axialement par rapport au plateau de serrage et reliés solidairement en rotation. Dans des cas d'application particulier, il peut être avantageux de prévoir des embrayages à l'état humide, par exemple avec une structure à lamelles ou analogue, des embrayages à prise directe de convertisseurs de couple, qui peuvent être intégrés dans la boîte de vitesses. Il est évident que tous les avantages concernant l'agencement d'embrayages de prise directe de convertisseurs, comme par exemple des garnitures de friction profilées, des unités de commande pour le piston qui commande l'embrayage de prise directe de convertisseurs, l'unité de refroidissement des garnitures de friction et analogues peuvent être avantageux. Dans le cas de l'utilisation d'embrayages à friction, on prévoit axialement entre le plateau de pression et le plateau de serrage, des garnitures de friction qui sont fixées à un disque d'embrayage qui est relié solidairement en rotation
à l'arbre respectif d'entrée 2a,2b de la boîte de vitesses.
L'engrènement par frottement entre le plateau de pression et le plateau de serrage d'une part et entre les garnitures de friction d'autre part est obtenu avantageusement au moyen d'un accumulateur d'énergie, qui est déplaçable axialement et qui précontraint axialement le plateau de serrage et le plateau de pression, par exemple un ressort Belleville, qui est actionné de préférence axialement par un dispositif de débrayage, la précontrainte entre le plateau de serrage, les garnitures de friction et le plateau de pression étant supprimée lorsque l'embrayage est désenclenché et qu'une liaison par frottement entre le vilebrequin 4 et l'arbre d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses est supprimée. Il est évident que dans le cas de l'utilisation d'un embrayage double 7c, un plateau de serrage peut être prévu pour les deux embrayages 5, 6, et de même un dispositif de débrayage peut actionner les deux embrayages et que les états de l'embrayage, avec glissement entre l'embrayage enclenché et l'embrayage désenclenché sont réglable à l'aide d'un couple transmissible réduit. En ce qui concerne un embrayage double 7c pouvant être utilisé, on peut prévoir en outre un embrayage à rattrapage automatique de jeu, qui est expliqué et décrit de façon plus détaillée dans le document allemand DE 100 17 815.4, dont le contenu est incorporé dans son ensemble dans la présente demande. Le au moins un dispositif de débrayage peut être
actionné automatiquement au moyen d'un actionneur.
L'actionneur peut agir par voie électrique, hydraulique, pneumatique ou par une combinaison de ces moyens, auquel cas par exemple un actionneur électrique peut charger un maître-cylindre, qui transmet l'impulsion d'actionnement, au moyen de sa section hydraulique, à un cylindre récepteur qui déplace axialement un ressort Belleville moyennant l'interposition d'une butée de débrayage. En outre un actionneur électrique peut être disposé en tant que dispositif d'entraînement pour l'entraînement axial, directement autour de l'arbre d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses, auquel cas un ou deux dispositifs d'entraînement axiaux par exemple imbriqués l'un dans
l'autre, peuvent actionner les embrayages 5, 6.
Les étages de vitesses I, II, III, IV, V, VI, R servant à former une boîte de vitesses la à lk comportant ici six vitesses de marche avant et une vitesse de marche arrière sont prévus entre les arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses, ces étages de vitesses sont disposés de façon alternée, en rapport avec leur surmultiplication, sur les arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses. Dans les exemples de réalisation représentés la à lk, la vitesse de marche arrière R est disposée sur l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses. Il en résulte que l'on obtient une commutation des vitesses par le fait que par exemple une vitesse I est engagée au niveau de l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses et que l'embrayage 6 est fermé et que, alors que l'embrayage 5 est ouvert et pendant le déplacement du véhicule, on peut déjà engager avec la vitesse I la vitesse immédiatement suivante II par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses et du ou des arbres de sortie 3, 3a, 3b de la boîte de vitesses, et que seul l'embrayage 5 est fermé au moment de la commutation sans interruption de la force de traction et que l'embrayage 6 est ouvert. Par exemple pour accroître le confort de conduite les embrayages 5, 6 sont commutés en chevauchement, c'est-à-dire que dans une gamme de fonctionnement, les deux embrayages 5, 6 peuvent transmettre, selon un fonctionnement glissant ou patinant, un couple du moteur à combustion interne à l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses. D'autres structures avantageuses d'une boîte de vitesses à double embrayage sont décrites dans le document allemand DE 100 25 878.6,
dont le contenu est inclus dans sa totalité.
Conformément à l'invention, une machine électrique 10 est reliée selon une liaison motrice à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses ou est montée autour de cet arbre de manière à pouvoir être reliée à ce dernier. Dans les exemples de réalisation représentés, le rotor 9 est monté par son arbre 9a radialement à l'intérieur du stator 11, qui est solidaire du carter de la
boîte de vitesses et est relié à un autre composant fixe.
Les exemples de réalisation des boîtes de vitesses à double embrayage la à lk des figures 1 à 10 diffèrent essentiellement en ce qui concerne la disposition différente de la machine électrique 10, la disposition des vitesses I - VI, R et les modes de fonctionnement partiellement différents qui en résultent. Ci-après, on va expliquer de façon plus détaillée les différentes boîtes de
vitesses la à lk à double embrayage.
* La figure 1 représente une boîte de vitesses à double embrayage la comportant un volant d'inertie 7a à deux masses, qui est prévu entre les voies de transfert 4, 4a du vilebrequin. Dans la représentation schématique, la voie de transfert 4a du vilebrequin se divise - comme cela est représenté ici - au moyen d'une liaison par formes complémentaires comme par exemple le système de liaison à pignons comportant un pignon 4b coaxial à la voie de transfert 4a du vilebrequin et deux pignons 4c, 4d, qui engrènent avec ce pignon et qui sont disposés respectivement coaxialement à une voie de transfert d'entrée 4e, 4f pour les embrayages 5, 6 des arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses, auquel cas la surmultiplication i=l ou une surmultiplication différente de i=l peut être réglée entre les pignons 4b, 4c ou 4b, 4d, et les surmultiplications i entre les pignons 4b, 4c et les pignons 4b, 4d sont différentes et par consequent une surmultiplication différente peut être prévue entre les arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses. Il est évident que la disposition ici représentée des arbres 2a, 2b, 3 dans un plan ne doit pas être avantageuse pour toutes les boîtes de vitesses de ce type, mais que les arbres peuvent au contraire nécessiter, dans une disposition
spatiale réciproque, un espace de montage moins important.
En outre, les arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses peuvent être agencés sous la forme d'arbres disposés autour l'un de l'autre, auquel cas un arbre d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses est agencé sous la forme d'un arbre creux, dans lequel est guidé l'autre arbre. Les deux embrayages 5, 6 séparent les arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses du vilebrequin 4, et à l'état débrayé, interrompent alors la transmission du couple en direction et en provenance du moteur à combustion interne. Sur l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses, les pignons fous 12, 13, 14, 15 servant à former les vitesses I, III, V, R sont disposés pour être entraînés en rotation par l'embrayage 6 en commençant par la surmultiplication la plus faible (vitesse I), avec une surmultiplication qui augmente, et au moyen des manchons de commutation ou des douilles coulissantes 16, 17, qui commutent respectivement deux vitesses I, III ou V, R, par le fait qu'ils relient solidairement en rotation respectivement l'un des pignons fous 12, 13 ou 14, 15 d'une manière connue en soi à l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses ou sont positionnés dans une position neutre dans laquelle aucune vitesse n'est engagée. Les pignons fous 12, 13, 14, 15 engrènent, pour former les surmultiplications des vitesses I, III, V, R, avec un pignon fixe respectif 18, 19, 20, 21 monté solidairement en rotation sur l'arbre mené 3, auquel cas pour former la vitesse de marche arrière R, un autre pignon fixe 21 et le pignon fou 15, un pignon d'inversion 22 engrène avec ces deux pignons. Les manchons de commutation 16, 17 sont disponibles pour les vitesses impaires I, III, V et la marche arrière R, la vitesse I possédant la surmultiplication la plus faible et pouvant être désignée comme une vitesse démultipliée, respectivement par l'intermédiaire d'un dispositif de synchronisation 23, 24, 25, 26, tel qu'une bague de synchronisation, qui peut être agencée de façon connue en soi. La machine électrique 10 est reliée dans la direction circonférentielle, selon une liaison par formes complémentaires, par exemple par brides, par dentures axiales ou analogues à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, au niveau de l'extrémité de cette dernière située à l'opposé de l'embrayage 5, par l'intermédiaire de l'arbre 9a du rotor. La machine électrique 10 est montée à l'extérieur du carter de la boîte de vitesses, auquel cas l'arbre 9a du rotor ou l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses 2a, qui ressort à l'extérieur, est étanchéifié par rapport au carter. Sinon la machine électrique 10 peut être logée dans la boîte de vitesses, et il peut être avantageux
de l'encapsuler séparément.
En outre, les vitesses paires II, IV, VI sont disposées sur l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, la vitesse II étant conçue avec une surmultiplication se situant entre celle de la vitesse I et de la vitesse III, la vitesse IV étant conçue avec une surmultiplication se situant entre la vitesse III et la vitesse V et la vitesse VI étant conçue sous la forme surmultipliée avec une surmultiplication maximale. Pour former les vitesses II, IV, VI, les pignons fous 27, 28, 29 sont montés de manière à pouvoir tourner sur l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses et peuvent être reliés solidairement en rotation à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses au moyen des manchons de commutation 30, 31, le manchon de commutation 30 pouvant commuter au choix l'une des deux vitesses II ou IV ou passer dans la position neutre, dans laquelle aucune des deux vitesses II, IV n'est positionnée, et le manchon de commutation 31 peut être positionné sur la vitesse transmise maximale VI ou peut être positionné dans la position neutre. Les pignons fous 27, 28, 29 engrènent avec les mêmes pignons fixes 18, 19, 20 que les pignons fixes
12, 13, 14 de l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses.
Les vitesses II, IV, VI peuvent être synchronisées de la même manière que les vitesses I, III, IV de l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses à l'aide d'un dispositif de synchronisation non représenté. Sinon on peut supprimer ces dispositifs auquel cas une synchronisation des pignons fous 27, 28, 29, qui sont couplés à la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses par l'intermédiaire des pignons fixes 18, 19, 20, s'effectue au moyen d'une machine électronique, étant donné que l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses exécute à cet effet un entraînement ou un freinage pour l'obtention
de la vitesse de rotation de synchronisation.
Les manchons de commutation 16, 17, 30, 31 sont
actionnés par l'intermédiaire de fourches de commutation -
non représentées - qui déplacent axialement ces manchons le
long des arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses.
L'actionnement des fourches de commutation s'effectue d'une manière automatisée à l'aide d'un ou de plusieurs actionneurs également non représentés, par exemple par l'intermédiaire de moteurs électriques et/ou soupapes électriques, hydrauliques et/ou pneumatiques, commandant une cinématique correspondante. Il peut être avantageux de ne pas prévoir pour chaque douille coulissante, un actionneur, mais au contraire un actionneur pour le déplacement de sélection respectivement d'une fourche de commutation ou une douille coulissante 20, 31 ou 16, 17 et un autre actionneur pour le déplacement de commutation de la fourche de commutation sélectionnée et par conséquent du manchon de commutation, de sorte que pour l'activation complète de la boîte de vitesses la, on utilise quatre actionneurs, à savoir respectivement deux actionneurs de sélection et deux actionneurs de commutation. Il peut être en outre avantageux de réunir les deux actionneurs de sélection et les deux actionneurs de commutation pour former un seul actionneur, l'idée de l'invention consistant à introduire une vitesse au niveau d'un arbre d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses sans se dégager à nouveau au niveau de l'autre arbre d'entrée 2b, 2a de la boîte de vitesses, une vitesse engagée, qui est également activée dans le même dispositif de commutation et de sélection. Un tel agencement d'actionneurs avec la cinématique correspondante est expliqué et décrit de façon plus détaillée dans le document allemand DE 100 20 821.5, qui est ici inclus dans sa totalité dans la présente
description. L'autre exemple de réalisation avantageux peut
être un dispositif d'entraînement axial comportant un dispositif électrique d'entraînement en rotation, qui est disposé respectivement autour des manchons de commutation 16, 17, 30, 31 et ne requiert par conséquent aucun autre dispositif pour transmettre un déplacement, comme par exemple une tringlerie et analogue. Un tel dispositif d'entraînement est décrit en référence à la figure 23 de la demande de brevet allemand DE 100 15 205.8, dont le contenu
est inclus ici dans sa totalité.
On va expliquer de façon détaillée le fonctionnement de la boîte de vitesses la à double embrayage en référence à des fonctionnements typiques tels que le démarrage à froid et le démarrage à chaud du moteur à combustion interne, un processus typique de passage à une vitesse supérieure, un processus typique de rétrogradation, un processus de passage à une vitesse supérieure et de rétrogradation concernant des vitesses situées sur l'arbre d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses, une fonction d'assistance du dispositif d'entraînement, au moyen de la machine électrique 10, le déplacement uniquement avec la machine électrique 10, la fonction de générateur de la
machine électrique 10, et la récupération.
Le démarrage à froid, par exemple à des températures extérieures inférieures à 0 C, peut être réalisé, dans cet exemple de réalisation, au moyen d'un démarrage impulsionnel. A cet effet, dans le cas d'un souhait de déplacement dans le sens de marche avant initialement les deux embrayages 5, 6 sont ouverts et les douilles coulissantes 17, 30, 31 sont situées dans la position neutre. Le manchon de commutation 16 relie le pignon fou 12 de la vitesse I d'une manière bloquée en rotation à l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses, et la première vitesse, c'est-à-dire la vitesse I, est engagée. La machine électrique 10 est alimentée en courant et produit la vitesse de rotation impulsionnelle prédéterminée, à savoir par exemple entre 2000 et 6500 tr/mn. La vitesse de rotation impulsionnelle peut être réglée d'une manière variable ou de façon fixée en usine en fonction de données caractéristiques du moteur comme par exemple le taux de compression, la cylindrée, le nombre de cylindres et/ou analogue, la température extérieure, la température de l'huile, la durée d'arrêt du véhicule, la viscosité de l'huile moteur et/ou de l'huile de la boîte de vitesses et/ou analogue. L'embrayage 5 est fermé et le moteur à combustion interne démarre. Aussitôt après le
démarrage, l'embrayage 6 est fermé et le véhicule démarre.
La machine électrique 10 fonctionne ensuite en générateur, et l'énergie électrique produite est délivrée à un accumulateur d'énergie électrique tel qu'un accumulateur, une batterie à courant intense, un condensateur de grande puissance et/ou analogue. Avantageusement, on peut réaliser des combinaisons de cette machine avec un système électronique de puissance correspondant, qui sont conçues de manière à accumuler d'une manière particulièrement efficace une énergie électrique pendant une longue durée et recevoir rapidement, dans un accumulateur fonctionnant sur une brève durée, des densités élevées d'énergie avec un rendement élevé, et les délivrer à nouveau rapidement. A cet effet, il convient d'utiliser notamment des procédés d'accumulation d'énergie, qui utilisent des effets d'énergie physiques comme par exemple des distributions de charges, l'établissement de champs électromagnétiques et analogues, alors que pour une accumulation de longue durée de l'énergie électrique notamment au moyen de transformations électrochimiques, on peut utiliser avantageusement par exemple des accumulateurs, des batteries ou analogues, auquel cas un échange d'énergie est contrôlé ou exclu dans différents états de charges et différentes tensions, par l'intermédiaire de circuits
correspondants, par exemple du type à diodes.
Un démarrage à chaud du moteur à combustion interne à l'état chaud en fonctionnement ou à des températures extérieures par exemple supérieures à 0 C, permet de supprimer une accélération de la machine électrique 10 à une vitesse de rotation impulsionnelle et le démarrage direct peuts'effectuer lorsque l'embrayage 5 est fermé. De ce fait, on obtient un démarrage nettement plus rapide du moteur à combustion interne. Il est évident que dans le cas o la machine électrique 10 possède un agencement plus robuste, par exemple en fonction de la taille du moteur à combustion interne pour un couple de Nm à 250 Nm, on peut également se passer d'un démarrage impulsionnel, auquel cas pour l'utilisation efficace de la machine électrique 10 en tant que générateur de démarrage avec utilisation de la récupération et avec un fonctionnement d'assistance et un fonctionnement séparé de brève durée du véhicule, un agencement du couple en fonction de la taille et du poids du véhicule entre 80 et
Nm s'est avéré particulièrement avantageux.
Dès que par exemple le véhicule démarre à la vitesse I, l'embrayage 5 s'ouvre et la vitesse II est engagée au moyen du manchon de commutation 30. Pour l'activation de la vitesse dans le cas d'une situation de déplacement correspondante, par exemple lorsqu'une vitesse de rotation déterminée du moteur à combustion interne est
atteinte, l'embrayage 5 se ferme et l'embrayage 6 s'ouvre.
Les vitesses III à VI suivantes sont activées de la même manière par le fait que la vitesse immédiatement supérieure est déjà engagée lorsque l'embrayage 5 ou 6 est ouvert, puis une activation est obtenue par une commutation du couple d'un arbre d'entrée de la boîte de vitesses sur l'autre par ouverture d'un embrayage 5, 6 et fermeture de l'autre embrayage 5, 6. Une rétrogradation s'effectue selon la séquence inverse. Le choix de la vitesse immédiatement suivante peut être réalisé moyennant l'évaluation de la situation de conduite comme par exemple la vitesse, l'accélération, la direction de l'accélération, les vitesses de rotation des arbres d'entrée de la boîte de vitesses, de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, des roues motrices, des roues non motrices, de l'accélération transversale, de la consommation de carburant, de la position de la pédale d'accélérateur, de la charge du véhicule, d'une charge de remorque et/ou de paramètres similaires. A cet effet il peut être avantageux d'intégrer un appareil de commande pour la boîte de vitesses la dans un appareil de commande d'ensemble du véhicule ou de le relier à cet appareil et d'évaluer les paramètres de mesure et les courbes caractéristiques d'autres composants du véhicule, tels que les signaux de capteurs, des courbes caractéristiques du moteur à combustion interne, d'unités auxiliaires, de l'installation de freinage, du dispositif
d'alimentation en carburant et/ou analogues.
Dans des situations de déplacement déterminées, il peut être avantageux de réaliser des passages à une vitesse plus élevée et des rétrogradations, lors desquels un appareil d'utilisation utilisé à cet instant et une vitesse de consigne, à laquelle le changement de vitesse doit aboutir, sont disposés sur le même arbre d'entrée de la boîte de vitesses, par exemple l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, comme dans le cas du passage de la vitesse II à la vitesse IV, et de la vitesse IV à la vitesse VI. A cet effet on va expliquer de façon plus détaillée à titre d'exemple le passage de la vitesse II à la vitesse IV sur l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses. Après une accélération du véhicule à la vitesse II, l'embrayage 5 est ouvert et l'embrayage VI est temporairement fermé alors que la vitesse III est engagée, ce qui a pour effet que la vitesse de rotation du moteur à combustion interne peut être adaptée à la vitesse III et de ce fait diminue. Alors l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, qui peut tourner dans le cas extrême avec la vitesse de rotation nominale du moteur à combustion interne, peut être freinée à la nouvelle vitesse de rotation de synchronisme pour la vitesse IV. Pour ne pas avoir à surdimensionner les bagues de synchronisation éventuellement existantes ou pour éviter dans le cas d'une synchronisation prévue par la machine électrique 10, de longs temps de synchronisation en raison du fait que la machine électrique 10 travaille à ces vitesses de rotation seulement avec un faible rendement, la synchronisation peut être réalisée par freinage de l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses au moyen d'une fermeture de brève durée de l'embrayage 5, auquel cas le couple de l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses est préparé à partir du couple du moteur à combustion interne. Le diagramme représenté sur la figure 14 montre la variation du couple dans le temps pendant ce processus de commutation, avec la variation 150 du couple de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses, la variation 151 du couple du moteur à combustion interne au niveau de l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, la variation 152 du couple au niveau de l'embrayage 5 et la variation 153 du couple de la machine électrique 10. Entre les instants A et B, le manchon de commutation 30 de la vitesse II est libéré sans charge alors que l'embrayage 5 est ouvert, et dans la zone située entre les instants B et C le couple 152 du moteur à combustion interne est affaibli au point qu'un couple de freinage 152 est établi au niveau de l'embrayage 5 et que par conséquent l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses est freiné à une vitesse de rotation prédéterminée. Pour la suite de la synchronisation, un couple de freinage 153 est établi au moyen de la machine électrique 10 dans la zone située entre les instants D et E, jusqu'à ce que la vitesse de rotation de synchronisation soit atteinte de sorte que dans l'intervalle de temps D-E, le champ de commutation 30 peut
être à nouveau fermé sans charge pour la vitesse IV.
Ensuite l'embrayage 5 est à nouveau fermé et la machine
électrique 10 fonctionne à nouveau en tant que générateur.
La variation 150 du couple de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses reste constant pendant le processus de commutation en raison de l'entrée constante de couple dans le moteur à combustion interne, par l'intermédiaire de l'embrayage fermé 6 et de la vitesse III engagée, de sorte que la commutation, qui dure avantageusement moins d'une seconde et de préférence moins de 0,7 seconde, s'effectue
essentiellement sous la forme d'une commutation en charge.
Le comportement de la vitesse de rotation dans le temps, qui correspond à cela, lors de cette commutation faisant passer de la vitesse II à la vitesse IV est représenté en fonction du temps dans le diagramme de la figure 15, avec la vitesse de rotation 160 de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses, la vitesse de rotation 161 du moteur à combustion interne, la vitesse de rotation 162 du pignon fou 28 pour la vitesse IV, et la vitesse de rotation 163 de
la machine électrique 10. Pendant l'intervalle de temps A-
B, la machine électrique 10 et par conséquent l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses tournent avec la vitesse de rotation pour laquelle le manchon de commutation a été desserré et est freiné par le couple, qui apparaît, du moteur à combustion interne, par fermeture de l'embrayage 5 dans l'intervalle de temps C-D. Le pignon fou 28 est entraîné à la vitesse de rotation croissante 160 du moteur à combustion interne, qui entraîne l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses, également avec une vitesse de rotation croissante conformément à la surmultiplication entre le pignon fixe 19 et le pignon fou 28 avec une vitesse de rotation réduite 162 de sorte que la vitesse de rotation décroissante 163 de la machine électrique 10, qui produit à cet effet un couple pour l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, et la vitesse de rotation 162 du pignon fou 28 se rapprochent de la vitesse de rotation de synchronisation au voisinage de l'instant D, et que le manchon de commutation 30 peut ensuite engager la vitesse
IV pendant l'intervalle de temps D-E.
Dans le cas d'une rétrogradation depuis une vitesse activée à une vitesse sur le même arbre d'entrée de la boîte de vitesses, par exemple sur l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, c'est-à-dire de la vitesse VI à la vitesse IV ou de la vitesse IV à la vitesse II, par exemple lorsque le véhicule se déplace avec une faible vitesse de rotation du moteur à combustion interne et une accélération rapide et souhaitée par le conducteur, par exemple au moyen d'un actionnement à fond de la pédale d'accélérateur, le couple d'entraînement est amené à fournir la force de traction totale par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses. Dans le cas de l'exemple d'une rétrogradation faisant passer de la vitesse IV à la vitesse II, on va expliquer ci-après le mode opératoire pour ce mode de commutation. Après la demande de charge, le moteur à combustion interne est tout d'abord accéléré à pleine charge, et l'embrayage 5 est ouvert pendant un bref intervalle de temps pour le débrayage sans charge de la douille coulissante 30, puis est immédiatement partiellement fermé, c'est-à-dire qu'il fonctionne avec un glissement, de sorte que seule une partie du couple fourni par le moteur à combustion interne est introduit dans l'embrayage 5 et par conséquent est appliqué à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses. L'embrayage 5 peut être commandé de telle sorte que seul un couple prédéterminé est transmis à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses. Comme au moins une grandeur de mesure pour la commande de l'embrayage 5, on peut utiliser au moins une vitesse de rotation du vilebrequin 4, les arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses et/ou de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses. En raison de l'application limitée du couple, le moteur à combustion interne accroît sa vitesse de rotation, ce qui a pour effet que cette vitesse atteint la vitesse de rotation de synchronisme pour la vitesse III sur l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses. L'embrayage 6 se ferme tout d'abord partiellement, c'est-à-dire qu'il fonctionne avec un glissement et la vitesse III est activée au moyen du manchon de commutation 16, tandis que l'embrayage 5 est complètement fermé, auquel cas le moteur à combustion interne accélère, avec une coopération optimale de la machine électrique 10, l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses pour l'amener à la nouvelle vitesse de rotation de synchronisme de la vitesse II. Une fois la vitesse atteinte, l'embrayage 6 est complètement désenclenché et la vitesse II est engagée au moyen du manchon de commutation 30. A cet effet la figure 16 montre la variation 170 de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses, la variation 171 de la vitesse de rotation du pignon fou 27 de la vitesse II, la variation 172 de la vitesse de rotation du pignon fou 28 de la vitesse 4 et la variation 173 de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne pendant un processus de commutation de la vitesse IV à la vitesse II en fonction du temps. Dans le cas d'une vitesse presque constante 170 de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses, la vitesse de rotation 173 du moteur à combustion interne est équilibrée sur les vitesses de rotation 171, 172 dont les surmultiplications sont différentes, des pignons fous 27, 28 par le fait que le moteur à combustion interne d'une part introduit par l'intermédiaire de l'embrayage 6 et de la vitesse III un couple dans l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses et d'autre part accélère l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses par l'intermédiaire d'une liaison par friction dans l'embrayage 5, jusqu'à ce qu'au point 171a la vitesse de rotation de synchronisme soit atteinte entre le pignon fou 27 et l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses. La variation associée du couple est représentée en fonction du
temps pendant le processus de commutation de la figure 17.
La variation 183 du couple du moteur à combustion interne présente une entrée croissante du couple dans la boîte de vitesses la jusqu'à l'instant Z, auquel l'embrayage 5 est ouvert, et la vitesse II est engagée lorsque la vitesse de rotation de synchronisation est atteinte. Ensuite, l'embrayage 5 se ferme lors d'une commutation en chevauchement et l'embrayage 6 s'ouvre. La variation de la courbe instantanée 181 représente le couple du moment d'inertie du rotor 9 de la machine électrique 10. Au niveau du point 181a, ce moment d'inertie est converti par l'application d'un couple par le moteur à combustion interne alors que l'embrayage 5 patine, tandis que l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses équipée du rotor 9 est accéléré. L'accélération de l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses s'effectue essentiellement plus rapidement que dans le cas d'une accélération produite par la machine électrique 10, qui peut être en outre alimentée en courant en vue de l'accélération de cette dernière. La variation du couple de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses est sensiblement constante et subit une conversion de couple sous l'effet de la commutation. La figure 18 représente la variation 191 des couples appliqués à l'embrayage 5 pendant le processus de commutation faisant passer de la vitesse IV à la vitesse II, ainsi que la variation associée 190 du couple pour l'embrayage 6. Avant le déclenchement de la commutation à l'instant 0, le véhicule est entraîné par l'intermédiaire de l'embrayage 5 et d'une vitesse engagée IV avec un couple faible, la vitesse II est engagée à l'aide de la douille coulissante 16. A l'instant Z=1, on ouvre l'embrayage 5 et on ferme l'embrayage 6, et alors la vitesse IV est désenclenchée. A partir de Z=2, le véhicule est entraîné par l'intermédiaire de l'embrayage 6 et de la vitesse III et l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses est accéléré, conjointement avec
le rotor 9, par l'intermédiaire de l'embrayage patinant 5.
Lorsque la vitesse de rotation de synchronisme est atteinte
en Z=3, l'embrayage 5 s'ouvre et la vitesse II est engagée.
A l'instant Z=4, l'embrayage 6 s'ouvre et l'embrayage 5 se ferme. En outre, il peut être avantageux, lors du démarrage avec la vitesse I de ne pas engager immédiatement la vitesse II, mais de maintenir fermé l'embrayage 5 et de faire fonctionner le moteur électrique 10 et que le moteur électrique 10 entraîne par l'intermédiaire de cet embrayage, l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses en tant que générateur pour produire une énergie électrique, jusqu'à ce que le conducteur actionne la pédale d'accélérateur. Etant donné que le processus d'accélération est très bref dans la vitesse I, le processus de synchronisation et de commutation devrait par conséquent être terminé en un bref intervalle de temps, en moins de 1 s et de préférence en moins de 0,5 s. A cet effet, avant le démarrage alors que l'embrayage 5 est fermé, on accélère l'arbre d'entraînement 2a de la boîte de vitesses au moyen du moteur à combustion interne, qui est accéléré à pleine charge, et après le démarrage à la vitesse I, l'embrayage 5 est immédiatement ouvert et l'arbre d'entrée rotatif 2a de la boîte de vitesses est décéléré jusqu'à la vitesse de rotation de synchronisme de la vitesse II par la machine électrique 10 dans le fonctionnement en générateur et/ou par un dispositif de synchronisation éventuellement présent. Il est évident qu'il n'est pas nécessaire que le véhicule démarre toujours à la vitesse I et au contraire il peut être avantageux dans des véhicules lourds, de faire démarrer le véhicule avec la vitesse II et d'utiliser la vitesse I uniquement pour des pentes très importantes ou bien en tant que vitesse de rampement. Dans ce cas et dans d'autres cas de formes de réalisation spéciales de boîtes de vitesses à double embrayage, il peut être avantageux de prévoir la machine électrique sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses avec la vitesse possédant la surmultiplication la plus faible - comme par exemple dans cette boîte de vitesses lb la machine électrique 10 sur
l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses.
Lors du fonctionnement du véhicule en traction, la machine électrique 10 peut fonctionner comme cela a déjà été mentionné en tant que générateur pour la production de courant. En outre dans le fonctionnement en poussée, la machine électrique 10 peut récupérer, c'est-à-dire qu'elle peut obtenir dans le fonctionnement en générateur de l'énergie électrique à partir de l'énergie cinétique du véhicule, qui est appliquée à la boîte de vitesses la par l'intermédiaire de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses. A cet effet on peut ouvrir les deux embrayages 5, 6 et, en fonction de la vitesse du véhicule, on peut engager une vitesse II, IV ou VI convenant pour le rendement optimum pour la vitesse de rotation nominale de la machine électrique 10. Il est évident qu'il peut être avantageux de ne pas découpler le moteur à combustion interne dans certaines situations de conduite, pour utiliser par exemple son moment de traînage, en particulier lorsqu'une production d'énergie électrique n'est pas nécessaire par exemple dans le cas o l'accumulateur d'énergie est complètement chargé. En outre le moteur à combustion interne peut être par exemple activé avec glissement en plus de la commande d'un couple de récupération ciblé, comme par exemple dans le cas d'une chaussée humide et/ou pour l'obtention d'une décélération constante dans des montées ou dans des descentes. En outre lorsque le moteur à combustion interne fonctionne en tant que générateur dans le mode de traction, la machine électrique 10 est entraînée à proximité du rendement optimum lorsque l'embrayage 5 est ouvert et il existe un flux de transmission de couple par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses, au moyen de l'une des vitesses 2, 4, 6, pour des vitesses de rotation optimales. A cet effet la figure 12 représehret les vitesses de rotation typique 201 de la vitesse II, la vitesse de rotation 202 alors que l'embrayage 5 est fermé et qu'aucune vitesse n'est engagée, la vitesse de rotation 203 de la vitesse IV et la vitesse de rotation 204 de la vitesse VI dans le cas d'une vitesse de rotation du moteur à combustion interne d'environ 1500 tr/mn à la vitesse III, les vitesses II, IV, VI reliant ici respectivement la machine électrique 10 à l'arbre 3 de sortie de la boîte de vitesses. L'allure 210 du rendement d'une machine électrique typique 10 est représentée en fonction de la vitesse de rotation de telle sorte que, dans le cas de cet exerhmple' de réalisation, la vitesse II fournit, avec la vitesse de rotation 201, le meilleur rendement. La figure 13 représente les vitesses de rotation typiques 201a (vitesse II), 202a (toutes les vitesses dans la position neutre, l'embrayage 5 est fermé), 203a (vitesse IV), 204a (vitesse VI) pour une vitesse de rotation du moteur à combustion interne d'environ 4000 tr/mn à la vitesse III en tant qu'allure de déplacement, et il est évident qu'ici on obtient la meilleure approximation du rendement optimum de la courbe caractéristique de rendement 210 de la machine électrique 10 au moyen de la vitesse IV. Il est évident que pour chaque vitesse I, III, V, en fonction de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, différentes vitesses II, IV, VI ou une position neutre du moteur, lorsque l'embrayage 5 est fermé, peut être obtenue avec le
meilleur rendement de la machine électrique 10.
L'exemple de réalisation, qui est représenté sur la figure 2, d'une boîte de vitesses lb à double embrayage et d'une machine électrique 10, qui est reliée de façon motrice à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses par l'intermédiaire de l'arbre 9a du rotor, est similaire dans son principe à la structure et au fonctionnement de la boîte de vitesses la de la figure 1 et présente des différences concernant la disposition des vitesses II, IV et VI sur l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, ces vitesses étant disposées dans l'ordre décroissant de leurs surmultiplications depuis l'embrayage 5 en direction de la machine électrique 10, c'est-àdire que la vitesse VI est voisine de l'embrayage 5 et la vitesse II est voisine de la machine électrique 10. En outre, des pignons fixes séparés 18a, 20a, qui ne sont pas utilisés conjointement par une vitesse de l'autre arbre d'entrée 2a ou 2b de la boîte de vitesses sont montés, d'une manière bloquée en rotation, sur l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses pour les vitesses I et VI. Les vitesses I et III, IV et VI ainsi que V et R sont activées respectivement à l'aide d'un manchon de commutation 16a, 17a, 30a prévu pour deux vitesses, par le fait qu'elles sont reliées solidairement en rotation à
l'arbre respectif d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses.
La disposition du pignon fixe 18a' et du pignon fou 27a pour former la vitesse II s'effectue de façon inverse de telle sorte que le pignon fixe 18a' est monté solidairement en rotation avec l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses et que le pignon 27a est monté de manière à pouvoir tourner sur l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses et peut être relié solidairement en rotation à cet arbre au moyen de la douille coulissante 8. Une autre particularité de la présente structure de la boîte de vitesses est l'obtention de la vitesse V au moyen de deux pignons fous 14a, 20a' auquel cas - comme cela a déjà été indiqué - le pignon fou 14a est disposé autour de l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses et peut être relié solidairement en rotation à cet arbre par l'intermédiaire de la douille coulissante 17a, et le pignon fou 20a' est disposé autour de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses et peut être relié solidairement en rotation à cet arbre à l'aide de la douille coulissante 8. La douille coulissante 8 assume une autre fonction, c'est- à-dire qu'elle relie, dans un autre état de commutation, les pignons fous 20a', 27a des vitesses axialement voisines II, V solidairement en rotation entre eux, une possibilité de rotation de ces pignons restant conservée sur l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses. De cette manière l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses est relié selon une liaison motrice à l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses, moyennant la formation d'une surmultiplication, qui est obtenue à partir du quotient des surmultiplications des vitesses II, V. Il est évident qu'il peut être également avantageux à cet effet de réunir d'autres vitesses pour obtenir une autre surmultiplication. Dans l'exemple de réalisation représenté, le montage en série des vitesses II, V est utilisé avantageusement pour pouvoir faire démarrer directement, avec une surmultiplication nécessaire à cet effet, le moteur à combustion interne non chaud en fonctionnement, sans l'utilisation d'un démarrage impulsionnel, à l'aide de la machine électrique 10,
notamment dans le cas de températures extérieures faibles.
A cet effet on ouvre l'embrayage 5 et on ferme l'embrayage 6. Une liaison est établie au moyen du manchon de commutation 8 entre l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses et l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses, par l'intermédiaire des vitesses II et V, et la machine électrique est alimentée en courant. Le rapport de surmultiplication i, qui est obtenu à partir de cette voie de transmission de force, par division des surmultiplications des vitesses II à V est compris de façon typique entre i=2,5 et i=4, de sorte que la machine électrique 10 peut faire démarrer le moteur à combustion interne avec un coulpe maximum plus faible que par
l'intermédiaire du trajet direct passant par l'embrayage 5.
Les autres modes de fonctionnement et les autres fonctions sont sensiblement identiques à ceux de la boîte de vitesses
la de la figure 1.
Pour réduire la consommation de carburant, le moteur à combustion interne est découplé avantageusement pendant des phases de poussée, par le fait qu'au moins l'embrayage 5 est ouvert et les embrayages de commutation ou les douilles coulissantes 16, 17a de l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses sont commutés dans la position neutre ou que l'embrayage 6 est également ouvert, et est arrêté. Dans certaines situations de conduite, par exemple pendant la phase de mise en température du moteur à combustion interne, peu avant une demande de pleine charge ou bien dans le cas d'un agencement correspondant du véhicule d'une manière générale, il peut être moins avantageux d'arrêter le moteur à combustion interne et par conséquent dans ce véhicule il faudrait obtenir un traînage conjoint pendant une récupération, auquel cas les pertes par traînage ont un effet négatif sur l'énergie récupérable. En outre un inconvénient réside dans le fait que pour réduire les pertes de traînage, le moteur à combustion interne doit fonctionner au voisinage de la marche à vide, par exemple entre 880 et 1400 tr/mn, et par conséquent la machine électrique 10 doit fonctionner à des vitesses de rotation correspondantes au-dessous du rendement optimum. Pour compenser ces inconvénients, dans l'exemple de réalisation lb représenté sur la figure 2, il est proposé de réaliser un traînage simultané du moteur à combustion interne au moyen de la vitesse V dans le fonctionnement en poussée, à partir d'une limite réglable de vitesse, par exemple 60 km/h et d'accoupler la machine électrique 10 au moyen de la vitesse II à l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses. Il en résulte que la vitesse de rotation de la machine électrique 10 par rapport au vilebrequin 4 est accrue du quotient des deux vitesses II et IV, par exemple du facteur 2, 5, de sorte que dans le cas d'une vitesse d'environ 60 km/h, le moteur à combustion interne être soumis à un traînage avec une vitesse de rotation de 1700 tr/mn, et la machine électrique 10 peut fonctionner avec une vitesse de rotation d'environ 4200 tr/mn. La commutation s'effectue par l'intermédiaire de la douille coulissante 8, qui est conçue à cet effet de telle sorte qu'elle peut relier aussi bien le pignon 20a' de la vitesse V que le pignon 27a de la vitesse II au pignon fixe relié de façon fixe à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses. Une unité de commande peut calculer l'instant auquel une rétrogradation faisant passer de la vitesse VI à cette vitesse en dépit d'un moment de traînage plus intense est appropriée du point de vue énergétique, et par conséquent fixer la limite de vitesse. Si la vitesse de déplacement diminue en outre, avantageusement pour utiliser d'une manière plus efficace la récupération, on prévoit un autre circuit de rétrogradation. Cependant conformément à l'idée de l'invention, on n'exécute pas une rétrogradation à la vitesse IV présente sur l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses comportant la machine électrique 10, mais sur la vitesse III, auquel cas le couple de traînage du moteur électrique pendant l'opération de commutation est maintenu au moyen d'un fonctionnement de glissement de brève durée de l'embrayage 5 alors que la vitesse II est engagée, de sorte que pendant le processus de commutation le moteur à combustion interne ne peut pas être arrêté et à nouveau remis en marche. Grâce à cette technique de commutation, on obtient un démarrage nettement plus rapide après une demande de charge complète pour un bilan
énergétique seulement faiblement altéré.
La figure 2a représente une boîte de vitesses lb' à double embrayage qui est une variante particulièrement appropriée, convenant pour être montée transversalement à l'avant d'un véhicule, de la boîte de vitesses lb à double embrayage de la figure 2 avec un arbre de sortie divisé de la boîte de vitesses, qui se compose de deux segments parallèles entre eux 3a, 3b et des arbres d'entrée parallèles 2a, 2b de la boîte de vitesses, qui sont situés entre ces segments, l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitessesétant agencé sous la forme d'un arbre creux et étant disposé autour de l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses. Les deux segments 3a, 3b peuvent être à nouveau réunis par exemple par l'intermédiaire d'une liaison à
pignons en amont du différentiel ou dans le différentiel.
La disposition des vitesses I-VI, R s'effectue de telle sorte que les pignons fixes 18b et 19b sont disposés sur l'arbre creux 2b, qui est raccourci par rapport à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, auquel cas le pignon fixe 18b, qui est disposé au voisinage du volant d'inertie à deux masses 7c qui contient les embrayages 5, 6 en tant qu'embrage double, engrène avec le pignon fou 12b de la vitesse I située sur le segment 3a de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et, moyennant le montage intercalé du pignon d'inversion 22b, avec le pignon fou 21b de la vitesse de marche arrière R sur le segment 3b. Le pignon fixe 19b engrène pour sa part avec le pignon fou 14b de la vitesse V dans le segment 3a et avec le pignon fou 13b de
la vitesse III, qui est monté sur le segment 3a.
Les pignons fixes 18', 20b, 20b' pour les vitesses II, IV, VI sont disposés sur l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, les pignons fixes 28b et 29b étant disposés de manière à former les vitesses IV et VI sur le segment 3a, tandis que le pignon fou 27b sert à former la
vitesse II sur le segment 3b au voisinage du pignon 14b.
Sur l'extrémité du segment 3b située à l'opposé du côté mené 3c, il est prévu un autre pignon fixe 3d, qui forme, à l'aide d'un moyen correspondant qui empêche la rotation du pignon fixe 3d, un système de blocage de parcage 30b. Les vitesses I et III, IV et VI, R et V sont commutées respectivement par une douille coulissante 24b, 25b ou 29b pour la formation d'une liaison solidaire en rotation entre les segments 3a et 3b d'une part et les pignons fous 12b, 13b, 14b, 27b, 28b, 29b d'autre part. La douille coulissante 8 active la vitesse II et relie les pignons fous 14b de la vitesse V et le pignon fou 27b de la vitesse II solidairement en rotation pour former une voie de transmission de force multipliée, décrite en référence à la figure 2, le long de la ligne en pointillés 31b entre l'arbre 9a du rotor 9 de la machine électrique 10 et le vilebrequin 4 pour faire démarrer le moteur à combustion interne non chaud, notamment dans le cas de faibles températures extérieures. A cet effet toutes les douilles coulissantes à l'exception de la douille coulissante 8, qui relient entre eux les deux pignons 24b, 14b, sont dans la position neutre, l'embrayage 5 est ouvert et l'embrayage 6
est fermé.
Dans cet exemple de réalisation, la machine électrique 10 n'est pas raccordée par bride directement à l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses, mais par l'intermédiaire d'un pignon 32b au pignon fou 28b de la vitesse IV. Ceci fournit la possibilité de coupler par conséquent directement au moteur à combustion interne la machine électrique 10 avec la surmultiplication de la vitesse IV et avec une surmultiplication prédéterminée entre le pignon fixe 28b et le pignon 32b avec l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses et par conséquent, lorsque l'embrayage 5 est fermé, avec le vilebrequin 4, et par conséquent de faire démarrer directement le moteur à combustion interne ou de recevoir, en tant que générateur, un couple de ce dernier, auquel cas à cet effet - à
l'exception de déplacements effectués avec la vitesse IV -
le pignon fou 28b n'est pas relié solidairement en rotation
au segment 3a.
Les figures 2b et 2c représentent différentes variantes d'activation des vitesses II et V à l'aide des douilles coulissantes 8a, 8b de la boîte de vitesses lb, lb'. Les pignons fous rotatifs 22', 24', qui sont montés sur un arbre de sortie ou sur un arbre d'entrée de la boîte de vitesses, sont reliés selon une liaison par formes complémentaires, à l'aide des dentures 22a', 24a', à un corps de synchronisation 34, qui est monté solidairement en rotation sur l'arbre 33, moyennant un déplacement axial des douilles coulissantes 8a, 8b. Des corps de synchronisation , qui sont montés sur un cône, équilibrent - d'une manière connue en soi - des vitesses relatives entre les pignons fous 22', 24' et le corps de synchronisation 34 par formation d'un engrènement par friction sur les surfaces du cône. Le rôle de la douille coulissante 8a de la figure 2b consiste à établir, à partir de la position neutre représentée, une liaison synchronisée, obtenue par formes complémentaires, entre le corps de synchronisation 34 et le pignon fou 24' au moyen d'un décalage axial en direction du pignon fou 24', par le fait que la denture extérieure 24a' forme avec la denture intérieure 8a' une liaison par formes complémentaires, et qu'une denture extérieure 34' du corps de synchronisation 34 forme avec l'autre denture intérieure 8a"' de la douille coulissante 8a une liaison par formes complémentaires. Sous l'effet d'un décalage axial supplémentaire, la seconde fonction, qui est de relier entre eux les pignons 22', 24' selon une liaison solidaire en rotation, est obtenue par un décalage axial supplémentaire par le fait que les dentures 8a" de la douille coulissante 8a et la denture 22a' du pignon fou 22' d'une part et la denture 8a' de la douille coulissante 8a et la denture 24a' du pignon fou 24' d'autre part établissent une liaison par formes complémentaires. La réalisation de la liaison réciproque des deux pignons fous s'effectue uniquement lorsque l'arbre 33 et les pignons fous 22', 24' sont à l'arrêt, de sorte que la formation d'une telle liaison par formes complémentaires ne requiert aucune synchronisation. L'agencement de la douille coulissante 8a n'est pas prévu pour relier le pignon fou
22' à l'arbre 33 et d'engager la vitesse qui y est liée.
Cette possibilité est fournie par le dispositif de la figure 2c, sur laquelle la douille coulissante 8b relie solidairement en rotation, au moyen d'un décalage axial à partir de la position de repos représentée, respectivement un pignon fou 22', 24' au corps de synchronisation 34 et par conséquent à l'arbre 33. La liaison des deux pignons fous s'effectue, dans cet exemple de réalisation, avec un verrou de blocage 36, qui peut basculer radialement vers l'extérieur, pour établir une liaison par formes complémentaires, dans les dentures 22a', 24a' et qui peut être déplacé mécaniquement, électriquement, hydrauliquement ou pneumatiquement entre les deux positions d'extrémité. On peut prévoir d'autres exemples de réalisation avantageux notamment pour le raccourcissement axial de l'espace de montage et la réduction de l'étendue axiale de la douille coulissante 8a sur la figure 2a, en montant l'un des pignons fous, par exemple le pignon fou 22', de manière qu'il puisse tourner sur l'autre pignon fou 24', auquel cas le pignon fixe 34 est monté sur une extrémité axiale du pignon fou 24' et le pignon fou 22' est monté axialement entre la denture 24a' et la denture 24' de vitesse, tandis que la denture 22a' est montée sur le côté du pignon fou
22', qui est situé du côté du pignon fixe 34.
La figure 2d représente un exemple de réalisation particulièrement avantageux d'une boîte de vitesses à embrayage double lm sous la forme de ce qu'on appelle une boîte de vitesses en ligne, notamment pour un montage longitudinal avant du moteur à combustion interne avec un dispositif d'entraînement arrière. A cet effet l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses forme un arbre creux disposé autour de l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, et les deux arbres d'entrée de la boîte de vitesses sont parallèles au vilebrequin 4 et à l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses qui est monté coaxialement
au vilebrequin et dans le prolongement axial de ce dernier.
La transmission de force à partir du vilebrequin 4 par l'intermédiaire des embrayages 5, 6 associés respectivement à l'arbre d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses et réunis pour former un embrayage double, s'effectue par l'intermédiaire des segments 2104a, 2104a' du vilebrequin, qui sont reliés aux embrayages 5, 6, à l'aide d'un système de transmission de force respectif, par exemple une liaison par pignons, qui est formée par les pignons 2104b, 2104b' des segments 2104a, 2104a' du vilebrequin et par les pignons 2104c, 2104d, qui sont montés solidairement en rotation sur les arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses. La formation des surmultiplications des différentes vitesses I, II, III, IV, V, VI et R s'effectue, comme dans les exemples de réalisation des figures 1, 2, 2a, par l'intermédiaire respectivement d'un pignon fou et d'un pignon fixe, qui peuvent être montés respectivement sur l'un des arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses ou sur l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses. La commutation des vitesses s'effectue à l'aide de dispositifs de commutation avec des dispositifs de synchronisation éventuellement prévus, les vitesses I, III pouvant être associées à l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses et les vitesses II, IV, VI, R pouvant être associées à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses. Contrairement aux exemples de réalisation décrits précédemment, les caractéristiques de la boîte de vitesses en ligne, dans laquelle une vitesse - ici la vitesse V peut être directement surmultipliée et par exemple est engagée par liaison du segment 2104a du vilebrequin et de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses à l'aide de l'embrayage de commutation 2129, qui comporte à cet effet une position d'extrémité pour relier les deux arbres 2104a, 3 et en outre par l'intermédiaire d'une position neutre, dans laquelle les deux arbres sont séparés, et ladite position d'extrémité pour la commutation de la vitesse I. Pour des questions d'espace de montage, la machine électrique 10 est montée autour de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses, le rotor 9 étant monté de manière à pouvoir tourner à cet arbre tandis que le stator 11 est relié de façon fixe au carter de la boîte de vitesses, et peut fonctionner conformément aux fonctions qui ont déjà été décrites en référence aux figures. Pour l'établissement d'une surmultiplication appropriée entre le vilebrequin 4 et le rotor 9, notamment lors d'un démarrage à froid du moteur à combustion interne au moyen de la machine électrique 10, il est prévu d'équiper la vitesse de marche arrière R aussi bien d'un pignon fou 2121b, situé côté entraînement, que d'un pignon fou 2118b situé côté mené et en outre de monter ce pignon fou 2118b non pas directement sur l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses, mais sur un embout 2113c du pignon fou 2113b de la vitesse III, qui est disposé de manière à pouvoir tourner autour de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses. Alors dans la position d'extrémité représentée, le manchon triplex 2108 déplaçable axialement relie le pignon fixe 2119b, qui est relié à l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses, au pignon fou 2118b et engage la vitesse de marche arrière R, dans la mesure o le manchon de commutation 2129 prévu pour l'engagement des vitesses R et IV relie également le pignon fou 2121b au pignon fixe 2120b situé côté entraînement. Si la douille coulissante 2129b est dans la position neutre ou si la vitesse IV est engagée, les pignons fous 2118b, 2118b peuvent tourner librement. La vitesse III est engagée par le fait que le manchon triplex 2108 est déplacé axialement de telle sorte qu'il relie le pignon fou 2113c au pignon fixe 2119b. La surmultiplication pour le démarrage à froid du moteur à combustion interne au moyen de la liaison du pignon fou 2121b avec le pignon fixe 2120b au moyen de la douille coulissante 2129b est activée, le pignon fou 2113c de la vitesse III étant relié au pignon fou 2110b de la vitesse de marche arrière R dans le cas d'une possibilité de rotation libre autour de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses, par le fait que le manchon triplex 2108 est déplacé axialement en étant amené dans sa position d'extrémité tournée vers le vilebrequin 4. Le flux de force transmis par le rotor 9 de la machine électrique 10 transite alors par les pignons 132b, 128b montés sur l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses et par les couples de pignons des vitesses R, III avec une conversion de la vitesse de rotation correspondant aux surmultiplications de ces vitesses, pour être appliqué à l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses et à partir de là, pour être appliqué au vilebrequin 4 par l'intermédiaire des pignons 104c, 104b alors que l'embrayage 5 est fermé et que l'embrayage 6 est ouvert. Il est évident que de cette manière, il est également possible d'avoir un démarrage impulsionnel par le fait que l'embrayage 5 reste ouvert jusqu'à ce que la machine électrique 10 soit accélérée jusqu'à l'obtention de la vitesse de rotation impulsionnelle correspondante, puis et ensuite seulement
est fermée.
La figure 3 représente un exemple de réalisation correspondant d'un embrayage double lc, qui correspond, pour ses parties principales, à la boîte de vitesses la à embrayage double de la figure 1. La différence essentielle réside dans le montage de la machine électrique 10, qui peut être découplée de l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses. Ceci s'effectue avantageusement à l'aide de la douille coulissante de la vitesse, dont la douille coulissante n'active pas deux pignons fous de deux vitesses, dans une boîte de vitesses à six vitesses ou à quatre vitesses. Dans l'exemple de réalisation représenté, il s'agit de la vitesse VI. La douille coulissante 31c est montée axialement entre les pignons fous 28, 29 et comporte quatre positions de commutation possibles. La première position est la position neutre représentée, dans laquelle la vitesse VI n'est pas engagée et la machine électrique 10 n'est pas couplée à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses. La seconde position lors d'un décalage axial de la douille coulissante 31c en direction du pignon fou 29 relie l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses à l'arbre 9a du rotor de la machine électrique 10. La troisième position lors d'un déplacement axial ultérieur de la douille coulissante 31c relie le pignon fou 29, à l'arbre 9a du rotor et l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses entre eux, par exemple dans le cas d'un fonctionnement du véhicule à la vitesse VI, et dans le cas d'un fonctionnement générateur de la machine électrique 10 ou dans le cas du fonctionnement du véhicule avec l'une des
vitesses I, III, V et alors que l'embrayage 5 est ouvert.
Dans la position d'extrémité de la douille coulissante 31c, la machine électrique 10 est reliée uniquement à la vitesse VI, par exemple ou bien pendant une récupération dans la vitesse VI ou dans le cas d'un fonctionnement du véhicule avec l'une des vitesses I, III, V. L'inversion pouvant être découplée de l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses est avantageuse en particulier avec des machines électriques 10 qui sont bon marché et par conséquent ont une puissance limitée. Les machines électriques ne peuvent pas assister d'une manière suffisante par des apports propres de puissance, à des processus de synchronisation critiques dans le temps et pendant ces processus de commutation, sont découplées au sens de l'idée de l'invention. La figure 4 représente un autre exemple d'une boîte de vitesses ld à double embrayage avec une machine électrique 10, qui est similaire aux exemples de réalisation des figures la, lc et des figures i et 4, la différence essentielle par rapport à la boîte de vitesses la à double embrayage résidant dans le fait que la machine électrique 10 peut être découplée de l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses et peut être couplée à l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses. Le couplage s'effectue à l'aide d'un actionneur 40, à l'aide d'une cinématique qui est représentée ici schématiquement par les commutateurs 41, 42, relie au choix l'un des deux arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses à l'arbre 9a du rotor de la machine électrique 10 ou découple cet arbre, des deux arbres 2a, 2b. La liaison peut être réalisée à l'aide d'un dispositif d'entraînement à courroie, à roue de friction ou à chaîne, à l'aide d'un embrayage magnétique, à l'aide une liaison par pignons ou analogue. Sous l'effet de la commutation, la machine électrique 10 peut être reliée au choix directement au moteur à combustion interne par l'intermédiaire de l'un des arbres d'entrée 2a ou 2b de la boîte de vitesses, lorsque l'embrayage 5 ou 6 est fermé, et entraîner le moteur à combustion interne par exemple pour le faire démarrer ou bien être entraîné par ce dernier, dans le cas d'un fonctionnement en générateur. En outre le nombre des vitesses et par conséquent le nombre des surmultiplications pour faire fonctionner la machine électrique - comme indiqué à titre d'exemple sur les figures 12 et 13 - sont supérieurs pour obtenir le rendement maximum, de sorte qu'au moyen d'une commutation correspondante de la machine électrique 10 d'un arbre d'entrée de la boîte de vitesses à l'autre, cette machine peut fonctionner encore près de l'optimum de puissance. Un autre avantage de ce dispositif réside dans l'utilisation de chaque vitesse I à VI pour la récupération, la machine électrique 10 étant activée en supplément, conformément aux arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses, avec la vitesse à utiliser. En outre avant une double commutation, c'est-à-dire dans le cas d'une commutation entre deux vitesses situées sur le même arbre d'entrée de la boîte de vitesses, la machine électrique 10 peut être reliée, avant la commutation, à l'autre arbre d'entrée de la boîte de vitesses, qui ne participe pas à la commutation et pendant l'établissement de la force de traction, qui se produit sous l'effet du désenclenchement de la vitesse active et de l'enclenchement de la nouvelle vitesse, peut compenser au moins en partie cette interruption par application d'un couple à l'autre
arbre d'entrée de la boîte de vitesses.
La figure 5 représente un agencement, modifié par rapport à la boîte de vitesses la de la figure 1, d'une boîte de vitesses le à double embrayage, dans laquelle par exemple pour des questions d'espace de montage et/ou de coût, les deux embrayages 5, 6 sont rassemblés pour former un embrayage double, l'embrayage double pouvant être à
nouveau installé sur un volant d'inertie 7c à deux masses.
Avec cette structure, on peut se passer de diviser l'axe 2b et d'utiliser les pignons nécessaires à cet effet, et dans de nombreux exemples de réalisation, l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses est monté sensiblement coaxialement au vilebrequin 4 et le second arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses ainsi que l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses sont disposés à cet effet en parallèle, l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses étant disposé spatialement entre les deux arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses. La transmission du couple du bout d'arbre creux 2a', qui est relié à la partie de sortie de l'embrayage 5 et qui est disposé autour de l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, sur l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses s'effectue à l'aide d'une liaison par formes complémentaires ou d'une liaison par friction, par exemple à l'aide d'un pignon fixe 4b' monté sur le bout 2a' de l'arbre creux et qui engrène avec le pignon d'inversion 4c', qui à nouveau engrène avec un pignon fixe 4e' monté solidairement en rotation sur l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses. En principe le fonctionnement et les processus de commutation sont identiques à ceux intervenant
avec la boîte de vitesses la de la figure 1.
La figure 6 représente la boîte de vitesses la en tant qu'autre exemple de réalisation 11 de la boîte de vitesses à double embrayage, dans laquelle au moins une unité auxiliaire 60 est couplée, côté entraînement, à la machine électrique 10. De telles versions présentent l'avantage consistant en ce que des unités auxiliaires, qui sont importantes du point de vue sécurité et/ou augmentent le confort, comme par exemple des compresseurs de climatisation, des pompes d'aide au braquage, des amplificateurs de la force de freinage ou des pompes à vide et/ou analogues peuvent être couplés à la machine électrique 10 et par conséquent sont en outre alimentés lorsque le moteur à combustion interne est arrêté, par exemple à l'arrêt ou pendant qu'une récupération est effectuée. Pour ne pas allonger les durées de synchronisation par les moments d'inertie, qui sont de ce fait accrus, des unités auxiliaires 60, il peut être avantageux de prévoir entre la machine électrique 10 et la au moins une unité auxiliaire 60, un embrayage de sectionnement 61 qui peut être un embrayage de commutation, un embrayage magnétique ou un embrayage à friction et est commandé électriquement ou par un actionneur, qui est commandé en fonction des états de commutation correspondants. Il est évident que la au moins une unité auxiliaire 60 peut être couplée également pour d'autres raisons avantageuses, comme par exemple pour réaliser une économie de carburant, on peut découpler un compresseur de climatisation dans le cas o l'installation de climatisation n'est pas en service. En outre, par exemple à l'aide d'un embrayage qui travaille en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre de l'unité secondaire, par exemple un embrayage centrifuge, on peut raccorder une unité auxiliaire à la machine électrique ou l'en découpler lorsqu'une vitesse de rotation prédéterminée de l'unité auxiliaire est atteinte ou dépassée par valeurs supérieures, afin d'obtenir un fonctionnement de l'unité auxiliaire dans une gamme de travail avantageuse. Dans le cas de plusieurs unités auxiliaires, l'embrayage de ce type peut être monté d'une manière centrale de manière à agir
dans l'ensemble du plan du disque de poulie à courroie -
par exemple au moyen d'un montage d'embrayage sur l'arbre 9a du rotor - ou d'une manière décentralisée sur un arbre
au moyen d'une unité auxiliaire.
La figure 7 représente une autre variante, similaire à la boîte de vitesses If à double embrayage de la figure 6, de la boîte de vitesses lg à double embrayage, dans laquelle l'unité auxiliaire 60 est reliée à l'arbre 9a du rotor au moyen d'un dispositif d'entraînement à courroie 62. Le dispositif d'entraînement à courroie peut agencé, de manière à avoir une surmultiplication fixe ou variable entre l'unité auxiliaire 60 et la machine électrique 10, par exemple sous la forme d'une boîte de vitesses dite CVT, dans laquelle une commande automatique peut être prévue par exemple pour adapter le rendement optimum de l'unité auxiliaire 60. En outre il peut être avantageux d'intégrer également d'autres unités auxiliaires dans ce dispositif d'entraînement à courroie 62, en dehors d'un compresseur de climatisation. Ici également on peut prévoir un embrayage de sectionnement entre la machine électrique 10 et le dispositif d'entraînement à courroie 62 ou entre l'arbre 60a et le dispositif d'entraînement à courroie 62. Il peut être avantageux de faire fonctionner la machine électrique dans les deux sens de rotation, de manière à pouvoir se passer par exemple d'une vitesse de marche arrière R, le véhicule étant entraîné dans le mode de fonctionnement électrique, dans le sens de rotation inverse de la machine électrique 10, avec l'une ou l'autre des vitesses de marche avant I et II. Cependant, on peut utiliser des unités auxiliaires 60, qui peuvent être entraînées uniquement dans un sens de rotation, lorsque ces unités peuvent être découplées, conformément à l'idée de l'invention, en inversant les sens de rotation et/ou un dispositif de roue libre prévu dans le flux de force entre la machine électrique et le plat des poulies à courroies ou uniquement entre l'unité auxiliaire correspondante et la machine
électrique.
La figure 8 représente un exemple de réalisation d'une boîte de vitesses à double embrayage lh, qui est avantageuse notamment en tant qu'unité de montage longitudinale frontale, comportant une machine électrique 10, un arbre d'entrée 2b boîte de vitesses étant agencé sous la forme d'un arbre creux et étant monté coaxialement à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses et à l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses en étant parallèle à l'axe de cet arbre. La machine électrique 10 est disposée de telle sorte que l'arbre 9a du rotor est parallèle à l'axe des arbres de la boîte de vitesses, et peut être reliée directement à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses au moyen d'un système de liaison par formes complémentaires commutable, au moyen de la douille coulissante 31d. En outre, en conservant cette liaison par formes complémentaires avec l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, on peut engager au choix la vitesse II ou la vitesse IV à l'aide de 31d. Une autre variante de commutation facultative de la douille coulissante 31d peut être une position neutre dans laquelle la machine électrique 10 est découplée de l'arbre d'entrée 2a de la
boîte de vitesses et des vitesses II et IV.
Les vitesses I, III, V, R sont disposées selon cette séquence sur l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses en étant séparées des embrayages 5, 6 intégrés pour former l'embrayage double, et sont engagées comme cela est décrit de façon plus détaillée en référence à la figure 1. L'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses a une longueur axiale supérieure à l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses et les vitesses II, IV et IV sont disposées selon cette séquence sur la partie saillante. Le mode de fonctionnement et le service sont identiques à ceux de la boîte de vitesses la décrite précédemment, à cette différence près que la machine électrique 10 peut être découplée de l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses et être couplée aux vitesses II ou IV. Sous l'effet de la liaison de la machine électrique 10 avec l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, la gamme des vitesses de rotation de la machine électrique 10 peut être utilisée en tenant compte de la surmultiplication entre l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses et l'arbre 9a du rotor, et la gamme des vitesses de rotation du moteur à combustion interne et dans le cas d'une liaison de la machine électrique 10 par l'intermédiaire de la vitesse II ou IV et de l'embrayage 5 ouvert, on peut utiliser la gamme de vitesses de rotation de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses en tenant compte de la surmultiplication de la
vitesse II ou IV.
La figure 9 représente un exemple de réalisation, qui est similaire à la boîte de vitesses lh de la figure 8, d'une boîte de vitesses li à double embrayage, avec la différence essentielle consistant en ce que la machine électrique 10 est disposée radialement par rapport aux embrayages 5, 6, le rotor 9 étant relié directement à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses - par exemple en étant denté sur une partie du disque. En outre, l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses est monté à cet effet sous la forme d'un arbre creux autour de l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses, ce qui conduit à une disposition modifiée des vitesses I-VI, R. Les vitesses I, II, IV, VI sur la partie, située du côté de l'embrayage, de la boîte de vitesses li et les vitesses I, III, V et R sont disposées sur la partie de l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses, qui se prolonge axialement par rapport à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses, dans la zone
de la partie, située côté mené, de la boîte de vitesses li.
Une liaison motrice de la machine électrique 10 et de l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses peut être réalisée à l'aide des vitesses II, IV ou VI.
Sur la figure 10 on a représenté une boîte de vitesses lk, qui est très semblable à la boîte de vitesses lh de la figure 8 et qui diffère essentiellement par la présence d'une machine électrique 10 qui est montée coaxialement sur l'extrémité, situé à l'opposé de l'embrayage 5, de l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses. La figure 11 représente schématiquement l'agencement d'une boîte de vitesses à double embrayage 101 comportant deux machines électriques 110a et 11Ob, qui entraînent chacune un arbre d'entrée 102a, 102b de la boîte de vitesses. Dans l'exemple de réalisation représenté, les deux machines électriques 11Oa, 110b sont montées à l'opposé l'une de l'autre et les arbres d'entrée 102a, 102b de la boîte de vitesses, associés à ces machines, sont disposés en étant essentiellement coaxiaux entre eux entre les machines électriques 110a, 11Ob. L'arbre de sortie 103 de la boite de vitesses est disposé parallèlement à l'axe de ces machines et comporte au moins un dispositif mené 103a servant à entraîner au moins une roue motrice. Deux roues motrices peuvent être également entraînées moyennant le montage intercalé d'un différentiel. En outre l'arbre de sortie 103 de la boîte de vitesses peut comporter un dispositif mené 103b qui correspond pour l'essentiel au dispositif mené 103b et pour lequel on peut prévoir une autre roue motrice ou de façon correspondante un couple de roues motrices pour former un système d'entraînement à quatre roues avec les mêmes rapports de couple ou des rapports de couple différents au niveau des deux essieux, par exemple 10 % à 50 % du couple sur l'essieu avant et par conséquent 50 % à 90 % sur l'essieu arrière. Dans ce cas il peut être particulièrement avantageux de diviser l'arbre de sortie 103 de la boîte de vitesses en deux segments d'arbre 103c et 103d de manière à pouvoir entraîner sans transmission de compensation, les deux roues motrices sur un essieu ou d'obtenir la répartition indiquée plus haut entre deux essieux, et de prévoir entre ces derniers des moyens 120 transmettant des couples différents côté entraînement, par exemple un embrayage, une unité de répartition de puissance ou analogue de sorte qu'au choix l'un des deux dispositifs d'entraînement mené 103 peut être entraîné, lorsque l'unité de répartition de puissance 120 est ouverte, respectivement par une machine électrique a, 110b ou que, lorsque l'unité de répartition de puissance 120 effectue la transmission, l'une des deux machines électriques 11Oa, 11Ob ou ces deux machines peuvent entraîner un dispositif mené 103a et
facultativement en outre un second dispositif mené 103b.
L'unité de répartition de puissance 120 peut être entraînée également avec glissement et peut être un embrayage de commutation, un embrayage magnétique, un embrayage à friction ou un embrayage visqueux. L'unité de répartition de puissance 120 peut être conçue finalement en outre de manière à réaliser une commutation automatique par exemple en fonction de différentes vitesses de rotation de roues, par exemple dans le cas o un glissement apparaît entre ces roues, ou peut être actionnée au moyen d'un glissement, qui apparaît par exemple en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement, des roues motrices, d'un échauffement excessif de ces roues, d'un trajet de montée ou de descente en montagne, du rendement des machines électriques 11Oa, b, de la charge d'un actionneur 130 actionné de cette manière. On peut prévoir un autre agencement avantageux de la boîte de vitesses 101 de manière que les deux arbres de sortie 103a, 103b de la boîte de vitesses entraînent chacun une roue motrice, ce qui permet de supprimer un différentiel. La boîte de vitesses 101 possède, dans l'exemple de réalisation représenté, quatre vitesses I-IV, les vitesses I et III pouvant être engagées par liaison des pignons fous 112, 113, au moyen de la douille coulissante 121, et les vitesses II et IV pouvant être désenclenchées par liaison des pignons fous 114, 115 à l'aide de la douille coulissante 130, ces derniers pouvant être déplacés axialement par l'actionneur 130. Dans l'exemple de réalisation représenté, il est prévu un seul actionneur 130 comportant un dispositif d'actionnement 131, à l'aide duquel les deux douilles coulissantes 129 et 130, un dispositif de blocage de stationnement 132, qui peut être encliqueté dans un pignon fixe 126 de l'arbre de sortie 103 de la boîte de vitesses, ainsi que, éventuellement, une unité de répartition de puissance 120 sont actionnés. Il est évident que l'on peut utiliser à cet effet également plusieurs actionneurs. Les pignons fous 112, 113, 114, 115 engrènent respectivement avec l'un correspondant des pignons fous 116, 117, 118, 119, qui sont disposés sur l'arbre de sortie 103 de la boîte de vitesses, de préférence sur les segments 103c, 103d, et on peut également avoir des exemples de réalisation avantageux, dans lesquels au moins un pignon fou est disposé sur l'arbre de sortie 103 de la boîte de vitesses et un pignon fixe, qui lui correspond, est monté de façon correspondante sur l'un des arbres d'entrée 102a, 102b de la boîte de vitesses. D'autres exemples de réalisation peuvent comporter des structures avantageuses de boîtes de vitesses, dans lesquelles un ou plusieurs des arbres 102a, 102b, 103, 103c, 103d sont agencés sous la forme d'arbres creux et peuvent être disposés coaxialement les uns aux autres. Cette disposition peut être particulièrement avantageuse pour des arbres de sortie 103c, 103d de la boîte de vitesses et/ou pour des arbres d'entrée 102a, 102b de la boîte de vitesses, et dans ce cas les machines électriques 110a, 11Ob sont opposées l'une à l'autre - une disposition correspondant à celle représentée sur la figure 11 - ou bien peuvent être disposées en étant par exemple superposées radialement dans une unité de montage. Les machines électriques 11Oa, 11Ob peuvent avoir un agencement identique avec une même puissance ou avec des puissances différentes. Les vitesses I et II et/ou les vitesses III et IV peuvent posséder des surmultiplications identiques pour former deux moitiés symétriques de la boîte de vitesses, ou bien possèdent des surmultiplications différentes pour la formation d'une boîte de vitesses 101 à quatre étages. Il est évident que les étages de vitesses représentés I à IV peuvent être représentés avantageusement par deux ensembles planétaires pouvant être commutés par exemple à l'aide de bandes de frein ou d'embrayages de commutation, auquel cas on peut fabriquer des boîtes de vitesses moins bruyantes et essentiellement ce qui a été dit concernant des surmultiplications, stratégies de commutation et dispositifs peuvent être appliqués à ces boîtes de vitesses. L'exemple de réalisation représenté de la boîte
de vitesses 101 peut exécuter les fonctions indiquées ci-
après, selon une énumération qui ne doit pas être considérée comme limitative: a) Un essieu moteur - L'arbre de sortie 103 de la boîte de vitesses est d'un seul tenant, le dispositif mené 103b et l'embrayage 120 sont omis. Le dispositif mené 103a entraîne une roue motrice ou, au moyen d'un différentiel, deux roues motrices. - L'arbre de sortie 103 de la boîte de vitesses est divisé en deux segments 103a, 103b, et les machines électriques 110a, 11Ob entraînent chacune une roue motrice. La compensation de déplacement suivant des courbes est compensée par les machines électriques 11Oa, 110b, et un différentiel est omis. Comme différentiel de blocage entre les deux dispositifs menés 103a, 103b, on peut utiliser facultativement l'unité de répartition de puissance 120 par exemple une boîte de vitesses à ramification de puissance, un embrayage de commutation, un embrayage à friction, un embrayage magnétique ou un embrayage visqueux. Dans le cas o l'embrayage 120 est enclenché, une machine électrique ou les deux machines électriques 11Oa, 11Ob entraînent le dispositif mené 103a. b) Deux essieux moteurs - L'arbre de sortie 103 de la boîte de vitesses est
réalisé d'un seul tenant, les deux dispositifs d'entraî-
nement comportent respectivement une roue motrice ou deux roues motrices couplées au moyen d'un différentiel, et une machine électrique ou les deux machines électriques 11Oa, 11Ob entraînent les dispositifs menés 103a, 103b, sous la forme d'un dispositif d'entraînement
permanent toutes roues motrices.
- L'arbre de sortie 103 de la boîte de vitesses est agencé en deux parties et comporte des segments 103c, 103d, qui sont couplés entre eux au moyen d'un embrayage à friction 120, une unité de répartition de puissance telle qu'une boîte de vitesses à répartition de puissance, un embrayage visqueux, un embrayage magnétique et analogue. Une ou les deux machines électriques 11Oa, 11Ob agissent conformément à une ramification de puissance entre les deux dispositifs d'entraînement 103a, 103b. Lorsque l'embrayage 120 est ouvert ou dans le cas d'un dispositif de répartition de puissance ouvert, la machine électrique correspondante a, 11Ob peut entraîner, comme cela a déjà été décrit, un dispositif d'entraînement 103a, 103b. Le fonctionnement d'un véhicule automobile comportant la boîte de vitesses 101 s'effectue à l'aide des machines électriques 11Oa, 11Ob, qui toutes les deux peuvent introduire simultanément ou individuellement un couple dans l'arbre de sortie 103 de la boîte de vitesses et par conséquent peuvent entraîner la roue motrice. Il peut être particulièrement avantageux d'entraîner, dans le cas d'une faible charge partielle, uniquement l'une des machines électriques 11Oa, 11Ob, de préférence celle qui possède la plus faible vitesse de rotation en tenant compte des surmultiplications réglables des vitesses 1-4. L'autre machine électrique 11Ob, 11Oa fait l'objet d'un trainage conjoint ou, dans le cas d'un système d'entraînement à quatre roues, peut être découplée au moyen de l'unité de répartition de puissance 120, auquel cas simultanément les roues motrices correspondantes sont découplées, et/ou au moyen des embrayages de commutation 129, 130. La synchronisation des vitesses I-IV sur les vitesses de rotation des arbres d'entrée respectifs 102a, 102b de la boîte de vitesses s'effectue par l'intermédiaire d'une commande des machines électriques 11Oa, 11Ob. Pendant une commutation faisant passer de la vitesse I à la vitesse II, la machine électrique 110a transfère le couple d'entraînement total, et pendant une commutation de la vitesse II à la vitesse IV, la machine électrique 110b transfère l'ensemble du couple d'entraînement. Il peut être avantageux d'agencer les machines électriques 11Oa, 110b par exemple avec une puissance de 15 à 50 kW de manière qu'elles puissent être surchargées pendant un bref intervalle de temps par exemple avec 40 à 300 % de leur
puissance nominale.
Les machines électriques llOa, llOb sont prévues pour le fonctionnement en moteur et le fonctionnement en générateur, de sorte qu'un mode d'entraînement et un mode de récupération sont possibles, et qu'en outre le dispositif d'entraînement pour le fonctionnement en générateur peut être utilisé également lors de la synchronisation des processus de commutation pour le freinage des arbres d'entrée 102a, 102b de la boîte de vitesses et éventuellement l'énergie, qui est libérée, peut être envoyée directement sans accumulations intermédiaires à un accumulateur d'énergie électrique de l'autre machine électrique considérée. Avantageusement, un tel fonctionnement peut être utilisé aussi bien à titre d'assistance aussi bien dans une automobile comportant un moteur à combustion interne que dans un véhicule fonctionnant uniquement à l'énergie électrique, par exemple
fournie par une pile à combustible.
La figure 19 représente, sous la forme d'un organigramme, l'exemple du déroulement d'une transition de la boîte de vitesses à double embrayage ici pour l'exemple de réalisation la de la figure 1 - pendant la transition faisant passer d'une phase de récupération, alors que le moteur à combustion interne est non branché, c'est-à-dire qu'il est à l'arrêt, au fonctionnement en traction, un rotor, par exemple d'une durée comprise entre 0,2 et 3 secondes pouvant être appliqué avantageusement avant le démarrage du moteur à combustion interne. Pour la transition entre la récupération et le démarrage du moteur
à combustion interne, on fait démarrer par exemple un sous-
programme 250 dans une unité de commande pour la commande de la boîte de vitesses la dans une zone de démarrage 251, lorsque pour la vitesse v du véhicule on a v > 0 et qu'un signal S signale l'actionnement de la pédale d'accélérateur et que pour la vitesse de rotation n (KW) du vilebrequin 4 (figure 1) on a n(KW) = 0 (le moteur à combustion interne est arrêté), deux sous-programmes parallèles 252, 253 étant mis en oeuvre. Le sousprogramme 253 règle le couple M(EM) de la machine électrique 10 lors du pas de programme 254 sur zéro et commande la position neutre NEUTRE du manchon de commutation 30 ou 31 de la vitesse engagée G(E), par exemple la vitesse II, IV ou VI, c'est-à-dire que le pignon fou 27, 28 ou 29 de la vitesse G(E) peut tourner par rapport à l'arbre d'entrée 2a de la boîte de vitesses. Lors du pas de programme suivant 255, l'embrayage K2 (chiffre de référence 5, figure 1) est fermé et le moteur à combustion interne BKM démarre au moyen d'un démarrage impulsionnel
par alimentation en courant de la machine électrique 10.
Dans le sous-programme 252, la nouvelle vitesse devant être engagée G(Z) est déterminée en parallèle à partir d'au moins une grandeur de fonctionnement, par exemple la vitesse du véhicule, la position de la pédale d'accélérateur, la résistance de l'air, la vitesse engagée auparavant, la vitesse de rotation des roues motrices et/ou des non motrices, des arbres d'entrée 2a, 2b de la boîte de vitesses, du vilebrequin 4 ou une combinaison de ces grandeurs, lors du pas de programme 256, et une demande de puissance 247 correspondant à la nouvelle vitesse devant être engagée G(Z) est délivrée et lors du pas de programme 258, est évaluée pour la commande du moteur à combustion interne BKM, ce moteur étant accéléré de façon correspondante. Parallèlement un test est effectué dans les embranchements 259, 260 des deux sous-programmes 252, 253 pour déterminer si la nouvelle vitesse devant être engagée G(Z) est située ou non sur l'arbre d'entrée (GEWN) de la boîte de vitesses (2b, figure 1). Si la vitesse G(Z) est située sur l'arbre d'entrée 2b de la boîte de vitesses, la
vitesse G(Z) est engagée lors du pas 261, et les sous-
programmes 252, 253 sont réunis lors du pas 262 et lorsque le vilebrequin 4 du moteur à combustion interne atteint une vitesse de rotation supérieure à n (KW) supérieure à la vitesse de rotation n(GEW1), l'embrayage K1 (6 sur la figure 1) est fermé lors du pas 258 et le sousprogramme se termine lors du pas 263. Si la vitesse ciblée G(Z) n'est pas située sur l'arbre d'entrée GW1 de la boîte de vitesses, lors du sousprogramme 253 l'embrayage K2 est ouvert lors du pas S264 et l'arbre d'entrée GEW2 de la boîte de vitesses est synchronisé au moyen de la machine électrique 10 sur la vitesse G(Z) devant être nouvellement engagée, lors du pas 265, et est engagé une fois que la
vitesse de rotation de synchronisation est atteinte.
Parallèlement, au cours du sous-programme 252, lors du pas 266 la vitesse immédiatement supérieure G(Z+1) est engagée sur l'arbre d'entrée GEW2 de la boîte de vitesses, puis lors du pas 267, l'embrayage K1 fonctionne avec glissement jusqu'à ce que la vitesse de rotation de synchronisation soit obtenue entre l'arbre d'entrée GEW2 de la boîte de
vitesses et la nouvelle vitesse devant être engagée G(Z).
Le couple d'entraînement est transmis à cet instant par l'intermédiaire de la vitesse G(Z+1) à l'arbre de sortie 3 de la boîte de vitesses (figure 1). Lors du pas 268, une fois qu'est atteinte la vitesse de rotation de synchronisation pour la vitesse G(Z), les sous-programmes 252 et 251 sont réunis et l'embrayage K1 est ouvert et l'embrayage K2 est fermé et la commande atteint la fin du
programme 263.
Contrairement au déroulement du programme de commutation 250, il peut être avantageux d'insérer une vitesse de consigne déjà pendant la récupération, en fonction de la vitesse du véhicule. Il peut être particulièrement avantageux d'engager la vitesse de consigne en rapport avec une demande de charge complète à
laquelle on peut s'attendre.
La figure 20 représente à titre d'exemple un exemple de réalisation d'une boîte de vitesses à double embrayage, dans laquelle un embrayage à friction entre le vilebrequin et l'un des deux arbres d'entrée de la boîte de
vitesses, est remplacé par deux embrayages de commutation.
Dans d'autres formes de réalisation, les deux embrayages à friction peuvent être remplacés par deux embrayages de commutation. En outre des boîtes de vitesses à double embrayage comportant des embrayages de commutation dans le flux de force entre le vilebrequin et les arbres d'entrée de la boîte de vitesses possèdent conformément aux exemples de réalisation indiqués précédemment des figures 1 à 10, un agencement correspondant, par exemple avec un arbre de sortie divisé, des arbres creux, en tant que boîte de vitesses en ligne, les pignons fixes et les pignons fous avec les dispositifs de commutation qui y sont associés et qui peuvent être actionnés manuellement ou de façon automatique, peuvent être disposés d'un seul tenant sur les arbres d'entrée de la boîte de vitesses ou sur l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, ou bien d'une manière mélangée aux arbres d'entrée de la boîte de vitesses et à
l'arbre de sortie de la boîte de vitesses.
L'exemple de réalisation, qui est représenté sur la figure 20 de ce groupe de boîtes de vitesses à double embrayage avec des embrayages de commutation 201 ou les deux embrayages à friction, représente une boîte de vitesses à double embrayage 1201, qui est similaire à la boîte de vitesses à double embrayage lb de la figure 2, la fonction de l'embrayage 5 (figure 2) étant assumée par les embrayages de commutation 1205a. Un embrayage de commutation supplémentaire 1205c relie le stator 1201 de la machine électrique 1210 au choix au boîtier 1205 de la boîte de vitesses indiquée schématiquement - ou, dans le cas o l'embrayage de commutation 1205 est fermé, au vilebrequin 1204. Des dispositifs de synchronisation 1251 et 1252 peuvent être prévus sur les deux embrayages de commutation. La liaison du stator 1211 au vilebrequin 1204 alors que l'embrayage de commutation 1205 est fermé, permet un fonctionnement de la machine électrique 1210 avec une vitesse de rotation différente de la vitesse de rotation du vilebrequin 1204, de sorte que par exemple de très petites différences de la vitesse de rotation peuvent être très bien commandées et que le réglage des vitesses de rotation de synchronisation sur l'arbre d'entrée 1202a de la boîte de vitesses peut s'effectuer mieux, plus rapidement et de façon plus simple en rapport avec des commutations des
embrayages de commutation 1205a, 1205b, 1230a.
Le démarrage du moteur à combustion interne s'effectue de préférence lorsque la boîte de vitesses 1201 est dans la position neutre et que l'embrayage de commutation 1205a est ouvert et que le stator 1211 est relié au carter 1250 de la boîte de vitesses. Lors du fonctionnement de la machine électrique 1210, le rotor 1209 accélère l'arbre d'entrée 1202a de la boîte de vitesses et par conséquent le vilebrequin 1204 par l'intermédiaire du couple de pignons 1253/1254, et fait démarrer le moteur à combustion interne. Un autre procédé de démarrage peut être prévu par le fait que l'embrayage de commutation 1205a est fermé, le stator 1211 est relié au vilebrequin 1204 et une vitesse VI ou IV, qui est disposée sur l'arbre d'entrée 1202a de la boîte de vitesses, est engagé à l'aide de l'embrayage de commutation 1230a. Dans le cas d'un freinage commandé du véhicule, le rotor 1209 est retenu fixe et le stator 1211 entraîne le vilebrequin 1204 par
l'intermédiaire de la liaison de pignons 1253/1254.
La poursuite du fonctionnement du véhicule s'effectue comme dans les exemples de réalisation comportant deux embrayages à friction, auquel cas lors de commutations des embrayages de commutation 1205a, 1205b, la machine électrique 1210 respective assiste ou prend en charge complètement la synchronisation des embrayages en accélérant et en retardant l'arbre d'entrée 1202 de la boîte de vitesses avec le vilebrequin 1204, de sorte qu'on peut supprimer les dispositifs de synchronisation 1251, 1252. Sur l'extrémité de l'arbre d'entrée 1202a de la boîte de vitesses, qui est située à l'opposé de l'extrémité équipée de l'embrayage de commutation 1205a, on peut installer une unité auxiliaire 1255 qui peut être reliée ou est reliée à cet arbre et qui, lorsque le véhicule est arrêté, est entraîné au moyen de la machine électrique 1210, c'est-à-dire peut continuer à être entraîné. Il est évident qu'en coopération avec l'arbre d'entrée 1202a de la boîte de vitesses, on peut prévoir d'autres unités auxiliaires, qui peuvent être reliées par exemple à l'aide d'une courroie d'entraînement à enroulement, à l'unité
auxiliaire 1255.
La figure 21 montre, sous la forme d'une représentation schématique, un exemple de réalisation, similaire à la boîte de vitesses 1 à double embrayage de la figure 1, une boîte de vitesse 301 à double embrayage comportant deux arbres 302a, 302b ainsi qu'au moins un arbre de sortie 303, qui est relié selon une liaison motrice à au moins une roue motrice et de préférence à deux ou à quatre roues motrices, par l'intermédiaire d'un différentiel, d'une unité de ramification de puissance, telle qu'un embrayage visqueux, une boîte de ramification de puissance et/ou analogue, et transmet par conséquent le couple d'entraînement à la au moins une roue motrice pour continuer à déplacer le véhicule, un couple de poussée envoyé par les roues pour la récupération, pouvant être également envoyé à la boîte de vitesses dans le sens inverse du couple. Entre le vilebrequin 304 entraîné par un moteur à combustion interne et les arbres d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses il est prévu respectivement un embrayage à friction 305, 306, qui permet de découpler l'arbre d'entrée correspondant 302a, 302b de la boîte de vitesses vis-à-vis du vilebrequin 304. Dans la voie de transmission du couple entre le vilebrequin 304 et les embrayages 305, 306, on peut prévoir facultativement respectivement un dispositif d'amortissement servant à amortir des oscillations de torsion et/ou des oscillations axiales ou de nutation, par exemple un volant d'inertie 307 à deux masses disposé entre deux branches 304, 304a du vilebrequin, ou un amortisseur d'oscillations de torsion dans au moins l'un des embrayages 305, 306. Il est évident que - comme cela est connu en soi - le volant d'inertie à deux masses peut être intégré au moins dans un et de préférence dans deux embrayages 305, 306, auquel cas, dans une forme de réalisation préférée, le volant d'inertie à deux masses avec double embrayage peut être particulièrement avantageux. Les embrayages 305, 306 sont agencés de préférence sous la forme d'embrayages à friction comportant respectivement un plateau de serrage et un plateau de pression reliés solidairement en rotation et montés de manière à être déplaçables axialement avec le plateau de serrage. Dans des cas d'utilisation particuliers, il peut être également avantageux d'utiliser des embrayages humides, par exemple du type à lamelles ou semblables à des embrayages de prise directe de convertisseurs de couple, qui peuvent être intégrés dans la boîte de vitesses. Il est évident que l'on peut profiter des avantages concernant l'agencement d'embrayages de prise directe de convertisseurs tels que des garnitures de friction profilées, des unités de commande de pistons pour les pistons commandant l'embrayage de prise directe de convertisseurs, le refroidissement des garnitures de friction et analogues. Dans le cas de l'utilisation d'embrayages à friction, on prévoit axialement entre le plateau de pression et le plateau de serrage, des garnitures de friction qui sont fixées à un disque d'embrayage relié solidairement en rotation à l'arbre
d'entrée respectif 302a, 302b de la boîte de vitesses.
L'engrènement par friction entre le plateau de pression et le plateau de serrage d'une part et les garnitures de friction d'autre part est réalisé avantageusement au moyen d'un plateau d'accumulateurs d'énergie qui est déplaçable axialement et qui applique une contrainte axiale au plateau de serrage et au plateau de pression, par exemple un ressort Belleville, qui est actionné de préférence axialement par un dispositif de débrayage, la précontrainte entre le plateau de serrage, les garnitures de friction et le plateau de pression étant supprimée dans le cas o l'embrayage est désenclenché, et par conséquent un engrènement par friction entre le vilebrequin 304 et l'arbre d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses est supprimé. Il est évident que dans le cas de l'utilisation d'un embrayage double, un plateau de serrage pour les deux embrayages 309, 310 peut être prévu, et qu'un dispositif de débrayage peut actionner les deux embrayages et que des états d'embrayages patinants peuvent être réglés avec un couple transmissible réduit, entre l'embrayage enclenché et l'embrayage désenclenché. En ce qui concerne l'utilisation possible d'un embrayage double, on peut prévoir en outre un embrayage à rattrapage automatique de jeu, qui est expliqué et décrit de façon plus détaillée dans le document allemand DE 100 17 815.4 dont le contenu est incorporé en totalité
dans la présente demande.
Le au moins un dispositif de débrayage peut être
actionné automatiquement à l'aide d'un actionneur.
L'actionneur peut agir par voie électrique, hydraulique, pneumatique ou selon une combinaison de telles formes d'actions, et par exemple un actionneur électrique peut charger un maître-cylindre, qui transmet l'impulsion d'actionnement à un cylindre récepteur par l'intermédiaire d'une section hydraulique à un cylindre récepteur, qui décolle axialement le ressort Belleville moyennant le montage intercalé d'une butée de débrayage. En outre, un actionneur électrique peut être disposé, en tant que dispositif d'entraînement en rotation pour un dispositif d'entraînement axial, directement autour de l'arbre d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses, un ou deux dispositifs d'entraînement axiaux par exemple imbriqués l'un dans l'autre pouvant actionner les embrayages 305, 306. Les vitesses ou les étages de surmultiplication I,, I, III, IV, V, VI, R servant à former la boîte de vitesses 301 et comportant six vitesses de marche avant et une vitesse de marche arrière sont prévus entre les arbres d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie 303 de la boîte de vitesses, ces vitesses étant disposées sur les arbres d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses d'une manière alternée en ce qui concerne leurs surmultiplications. Dans l'exemple de réalisation représenté, la marche arrière R est disposée sur l'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses, mais, dans d'autres exemples de réalisation, elle peut être prévue sur l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses, par exemple au voisinage de l'étage de surmultiplication VI. En raison de la disposition des étages de surmultiplication, on obtient une commutation des vitesses de telle sorte que par exemple la vitesse I est engagée surl'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses et l'embrayage 306 est fermé et, lorsque l'embrayage 305 est ouvert, pendant le fonctionnement du véhicule, on peut déjà engager la vitesse immédiatement suivante II par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses et de l'arbre de sortie 303 de la boîte de vitesses, avec la vitesse I, et au moment de la commutation, seul l'embrayage 305 est fermé et l'embrayage
306 est ouvert sans interruption de la force de traction.
Par exemple pour accroître le confort de conduite, les embrayages 305, 306 peuvent être activés en chevauchement, c'est-à-dire que dans une gamme de fonctionnement les deux embrayages 305, 306 transmettent selon un mode de fonctionnement avec glissement, un couple du moteur à combustion interne à l'arbre de sortie 303 de la boîte de vitesses. Conformément à l'invention, une machine électrique 310 est reliée selon une liaison motrice à l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses ou est disposée autour de cette dernière, de manière à pouvoir y être reliée. Dans les exemples de réalisation représentés, le rotor 309 est monté avec son arbre 309a radialement à l'intérieur du stator 311, qui est relié de façon fixe au carter de la boîte de vitesses ou à un autre composant fixe. Dans la représentation schématique, le segment 304a du vilebrequin subdivise comme cela est représenté ici - au moyen d'une liaison constituant une liaison par formes complémentaires, comme par exemple une liaison par engrenage avec un pignon 304b coaxial au segment 304a du vilebrequin et deux pignons 304c, 304d, qui engrènent avec ce pignon et sont montés respectivement coaxialement sur un segment d'entrée 304e, 304f pour les embrayages 305, 306 des arbres d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses, auquel cas la surmultiplication i=l ou une surmultiplication différente de i=l peut être réglée entre les pignons 304b, 304c ou 304b, 304d et également les surmultiplications i entre les pignons 304b, 304c et les pignons 304b, 304d peuvent être différentes et par conséquent une surmultiplication ou une démultiplication différente peut être prévue entre les arbres d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses. I1 est évident que la disposition ici représentée des arbres 302a, 302b, 303 dans un plan ne doit pas être avantageuse pour toutes les boîtes de vitesses de ce type, mais que, au contraire, les arbres situés dans une disposition spatiale réciproque peuvent nécessiter un espace de montage plus faible. En outre les arbres d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses peuvent être agencés sous la forme d'arbres disposés autour l'un de l'autre, auquel cas un arbre d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses est agencé sous la forme d'un arbre creux, dans lequel l'autre est guidé. Les deux embrayages 305, 306 séparent les arbres d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses, du vilebrequin 304 et par conséquent interrompent, à l'état désenclenché, la transmission de couple en direction ou en provenance du moteur à combustion interne. Les pignons fous 312, 313, 314, 315 servant à former les étages de surmultiplication I, III, V, R sont disposés sur l'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses de manière à pouvoir tourner avec une surmultiplication croissante, en commençant à partir de l'embrayage 306, la surmultiplication minimale ou la démultiplication maximale (vitesse I), et au moyen des manchons de commutation ou des douilles coulissantes, qui commutent respectivement deux vitesses I, III ou V, R, par le fait qu'ils relient solidairement en rotation de façon fixe respectivement l'un des pignons fous 312, 313 ou 314, 315 d'une manière connue en soi à l'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses ou sont positionnés dans une position neutre, dans laquelle aucune vitesse n'est engagée. Les pignons fous 312, 313, 314, 315 engrènent pour former les surmultiplications des vitesses I, III, V, R avec respectivement un pignon fixe 318, 319, 320, 321 monté solidairement en rotation sur l'arbre mené 303, et pour la formation de la vitesse de marche arrière R entre le pignon fixe 321 et le pignon fou 315, un pignon d'inversion 322 engrène avec ces deux pignons. Les manchons de commutation 316, 317 sont actionnés au moyen du mécanisme d'actionnement final 430' par exemple au moyen de fourches de commutation non représentées. Les étages de surmultiplication V, R disposent de dispositifs de synchronisation respectifs 325, 326. Dans les étages de surmultiplication I, III, les dispositifs de synchronisation sont supprimés. La synchronisation de l'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses sur la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 303 de la boîte de vitesses contenant un processus de commutation de l'étage de surmultiplication I vers III s'effectue au moyen d'un freinage de l'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses au moyen du dispositif de synchronisation 325 de l'étage de surmultiplication V. A cet effet, le dispositif de synchronisation 325 est actionné et la vitesse III est engagée au moyen du mécanisme d'actionnement final 430' après le désengagement de la vitesse I. La succession spatiale des étages de surmultiplication I, III, V peut être choisie selon l'invention de telle sorte que le désengagement de l'étage de vitesse I et l'engagement de l'étage de vitesse III se déroulent dans la même direction de déplacement axial du mécanisme d'actionnement final 323, que le freinage du dispositif de synchronisation 325. Il est évident que de façon correspondante également l'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses peut être également synchronisé de façon correspondante au moyen d'un mécanisme correspondant d'actionnement final lors du passage de l'étage de surmultiplication II à l'étage de surmultiplication IV, auquel cas à cet effet il faudrait prévoir au niveau de l'étage de surmultiplication VI, un dispositif de synchronisation correspondant. La machine électrique 310 en tant qu'unité assurant la synchronisation de l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses devrait - mais pas impérativement - être supprimée ou bien pourrait être disposée autour de l'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses. En outre la marche arrière peut être également associée à la douille coulissante 331, qui engage la vitesse VI, la douille coulissante 317 engageant encore seulement la vitesse V ou une vitesse supplémentaire VII qui possède une surmultiplication supérieure à la vitesse VI et sur laquelle on pourrait alors monter le dispositif
de synchronisation selon l'invention.
La machine électrique 310 est reliée à l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses selon une liaison par formes complémentaires dans la direction circonférentielle, à l'extrémité de cet arbre, située à l'opposé de l'embrayage 305, par l'intermédiaire de l'arbre 309a du rotor, et par exemple selon un raccordement par brides, au moyen d'une denture axiale ou analogue. La machine électrique 310 est disposée à l'extérieur du carter de la boîte de vitesses et l'arbre 309a du rotor ou l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses, qui ressort à l'extérieur, est fermé de façon étanche par rapport au carter. Sinon la machine électrique 310 est logée dans le carter de la boîte de vitesses et il peut être avantageux
d'encapsuler la machine d'une manière séparée.
En outre les étages pairs de surmultiplication ou vitesses paires II, IV, VI sont disposés sur l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses, la vitesse II étant disposée, de par sa surmultiplication, entre la vitesse I et la vitesse III, la vitesse IV entre la vitesse III et la vitesse V et la vitesse VI en tant que surmultipliée possédant la surmultiplication maximale. Pour former les vitesses II, IV, VI, les pignons fous 327, 328, 329 sont montés de manière à pouvoir tourner sur l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses et peuvent être reliés solidairement en rotation à l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses au moyen des manchons de commutation 330, 331, qui peuvent être commandés de la même manière que les manchons de commutation 316, 317, par le mécanisme d'actionnement final 323, le manchon de commutation 330 engageant au choix l'une des deux vitesses II ou IV ou pouvant être disposé dans la position neutre, dans laquelle aucune des deux vitesses II, IV n'est engagée, et le manchon de commutation 331 engage la vitesse VI possédant la surmultiplication maximale ou est positionné dans la position neutre. Les pignons fous 327, 328, 329 engrènent avec les mêmes pignons fixes 318, 319, 320 que les pignons fous 312, 313 et 314 de l'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses et sont actionnés avantageusement avec le même mécanisme d'actionnement final 430' que les vitesses I, III, V. Les vitesses II, IV, VI peuvent être synchronisées de la même manière que les vitesses I, III, IV de l'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses à l'aide de dispositifs de synchronisation non représentés. Sinon on peut supprimer ces dispositifs et une synchronisation des pignons fous 327, 328, 329, qui sont couplés à la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 303 de la boîte de vitesses par l'intermédiaire des pignons fixes 318, 319, 320, s'effectue par l'intermédiaire de la machine électrique 310, qui à cet effet entraîne ou freine l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses pour l'obtention de la vitesse de rotation de synchronisation. Dans le cas de processus de rétrogradation, par exemple de l'étage de surmultiplication III vers II ou de IV vers II, l'arbre d'entrée correspondant 302a, 302b de la boîte de vitesses peut être accéléré par fermeture rapide de l'embrayage correspondant 305, 306, au moyen d'un couple introduit par
*le moteur à combustion interne.
Les manchons de commutation 316, 317, 330, 331 sont actionnés par l'intermédiaire de fourches de commutation correspondantes - non représentées -, qui déplacent axialement ces fourches le long des arbres d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses. L'actionnement des fourches de commutation s'effectue d'une manière automatisée à l'aide d'un ou de plusieurs actionneurs également non représentés, par exemple au moyen d'une cinématique correspondante - comme par exemple par l'intermédiaire de moteurs électriques et/ou de soupapes électriques, hydrauliques et/ou pneumatiques, qui commandent une cinématique correspondante - comme par exemple le mécanisme d'actionnement final 430'. Il peut être avantageux de ne pas prévoir un actionneur pour chaque douille coulissante, mais de prévoir un actionneur pour le déplacement de sélection servant à sélectionner respectivement une fourche de commutation pour une douille coulissante 330, 331 ou 316, 317, et un autre actionneur pour le déplacement de commutation de la fourche sélectionnée de commutation et par conséquent du manchon de commutation. En outre il peut être avantageux que les deux actionneurs de sélection et les deux actionneurs de commutation soient rassemblés pour former un actionneur respectif, auquel cas l'idée selon l'invention consiste à engager une vitesse sur un arbre d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses, sans désengager à nouveau une vitesse engagée sur l'autre arbre d'entrée 302b, 302a de la boîte de vitesses, qui est également engagé dans le même
dispositif de commutation et de sélection.
Un autre exemple d'agencement avantageux peut être un dispositif d'entraînement axial comportant un dispositif électrique d'entraînement en rotation, qui est disposé respectivement autour des manchons de commutation 316, 317, 330, 331 et ne requiert par conséquent aucun autre dispositif pour transmettre un déplacement, comme par exemple une tringlerie et analogue. Un tel dispositif d'entraînement axial est représenté sur la figure 23 de la demande de brevet allemand DE 100 15 205.8, dont le contenu
est inséré dans la présente description. Enfin il peut être
particulièrement avantageux d'utiliser un mécanisme d'actionnement final 430' comportant un élément d'actionnement principal et au moins un élément d'actionnement auxiliaire, comme cela est expliqué de façon
plus détaillée en référence aux figures 23 à 35c.
On va expliquer à titre d'exemple le fonctionnement de la boîte de vitesses 301 à double embrayage sur la base d'un mode de fonctionnement typique tel que le démarrage à froid et le démarrage à chaud du moteur à combustion interne, un processus typique de passage à une vitesse supérieure, un processus typique de rétrogradation, des processus de passage à une vitesse supérieure et de rétrogradation pour des vitesses situées sur un arbre d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses, des fonctions d'assistance du dispositif d'entraînement par la machine électrique 310, un fonctionnement seul avec la machine électrique 310, un fonctionnement en générateur de
la machine électrique 310, et une récupération.
Le démarrage à froid, par exemple à des
températures extérieures inférieures à 0 C, peut s'effec-
tuer, dans cet exemple de réalisation, au moyen d'un démarrage impulsionnel. A cet effet dans le cas du souhait du conducteur d'avancer, initialement les deux embrayages 305, 306 sont ouverts et les douilles coulissantes 317, 330, 331 sont dans la position neutre. Le manchon de commutation 316 relie le pignon fou 312 à la vitesse I solidairement en rotation à l'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses, et la première vitesse, c'est-à-dire la vitesse I, est engagée. La machine électrique 310 est alimentée en courant et atteint la vitesse de rotation impulsionnelle prédéterminée, par exemple comprise entre 2000 et 6500 tr/mn. La vitesse de rotation impulsionnelle peut être réglée d'une manière variable ou, de façon fixe en usine, en fonction de données caractéristiques du moteur comme par exemple la compression, la cylindrée, le nombre de cylindres et analogues, la température extérieure, la température de l'huile, le temps d'arrêt du véhicule, la viscosité de l'huile moteur et/ou de l'huile de la boîte de vitesses et/ou analogue. On ferme l'embrayage 305 et on fait démarrer le moteur à combustion interne. Aussitôt après le démarrage, on ferme l'embrayage 306 et le véhicule démarre. La machine électrique 310 fonctionne ensuite en générateur, qui délivre une énergie électrique produite à un accumulateur d'énergie électrique tel qu'un accumulateur, une batterie à courant fort, un condensateur de grande puissance et/ou analogue. Il peut être avantageux de réaliser des combinaisons de ces dispositifs avec une unité électronique de puissance correspondante, combinaisons qui sont conçues aussi bien pour accumuler d'une manière particulièrement efficace une énergie électrique pendant une assez longue durée et recevoir rapidement, dans un accumulateur de brève durée, des densités élevées d'énergie avec un rendement élevé et à nouveau les délivrer également rapidement. A cet effet il convient d'utiliser notamment des procédés d'accumulateurs d'énergie, qui utilisent des effets physiques d'énergie tels que des distributions de charge, l'établissement de champs électromagnétiques et analogues, alors que pour une accumulation de longue durée d'une énergie électrique on peut utiliser avantageusement des unités de transformation électrochimique comme par exemple des accumulateurs, des batteries ou analogues, un échange d'énergie dans différents états de charges et différentes tensions étant contrôlé ou exclu par l'intermédiaire de circuits
correspondants, par exemple du type diodes.
Un démarrage à chaud du moteur à combustion interne à l'état chaud en fonctionnement ou bien à des températures extérieures par exemple supérieures à 0 C, peut entraîner une accélération de la machine électrique 310 à la vitesse de rotation impulsionnelle et le démarrage peut s'effectuer directement lorsque l'embrayage 305 est fermé. De ce fait, on obtient un démarrage nettement plus rapide du moteur à combustion interne. Il est évident qu'on obtient un démarrage nettement plus rapide du moteur à combustion interne. Il est évident que la machine électrique 310 peut également se passer d'un démarrage impulsionnel dans le cas d'un agencement plus robuste, par exemple en fonction de la taille du moteur à combustion interne, pour un couple de 100 Nm à 250 Nm, auquel cas pour l'utilisation efficace de la machine électrique 310, en tant que générateur de démarrage avec utilisation de la récupération ainsi que d'un fonctionnement individuel d'assistance, de brève durée du véhicule, un réglage du couple en fonction de la taille et du poids du véhicule,
entre 80 et 200 Nm.
Dès que le véhicule démarre par exemple à la vitesse I, l'embrayage 305 s'ouvre et la vitesse II est engagée au moyen du manchon de commutation 330. Pour activer la vitesse dans le cas d'une situation de déplacement correspondante, par exemple lorsqu'une vitesse de rotation déterminée du moteur à combustion interne est atteinte, l'embrayage 305 se ferme et l'embrayage 306 s'ouvre. De la même manière, les vitesses suivantes III, IV et VI sont commutées, par le fait que la vitesse immédiatement supérieure est déjà engagée lorsque l'embrayage 305 ou 306 est ouvert, et ensuite sous l'effet d'une commutation du couple depuis un arbre d'entrée de la boîte de vitesses à l'autre, est activée par l'ouverture de
l'embrayage et la fermeture de l'autre embrayage 305, 306.
La rétrogradation s'effectue selon la séquence inverse. Le choix de la vitesse immédiatement supérieure peut être réalisé par évaluation de la situation de conduite comme par exemple la vitesse, l'accélération, la direction de l'accélération, les vitesses de rotation des arbres d'entrée de la boîte de vitesses, de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, des roues motrices, des roues non motrices, de l'accélération transversale, de la consommation de carburant, de la position de la pédale d'accélérateur, de la charge du véhicule, d'une charge suspendue ou de paramètres analogues. A cet effet il peut être avantageux d'intégrer un appareil total de commande du véhicule ou de le réunir à ce dernier et d'évaluer les paramètres de mesure des courbes caractéristiques d'autres composants du véhicule comme des signaux de capteurs, des courbes caractéristiques du moteur à combustion interne, des unités auxiliaires, de l'installation de freinage, du
dispositif d'alimentation en carburant et/ou analogues.
Dans des situations de conduite déterminée, il peut être avantageux qu'il exécute ces passages à une vitesse supérieure et ces rétrogradations, lors desquels un utilisateur actuel et une vitesse de consigne sur laquelle doit être effectuée la commutation, sont disposés sur le même arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses que dans le cas d'une commutation de la vitesse II à la vitesse IV et de la vitesse IV à la vitesse VI. A cet effet on va expliquer à titre d'exemple de façon plus détaillée la commutation de la vitesse II à la vitesse IV sur l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses. Après une accélération du véhicule à la vitesse II, l'embrayage 305 s'ouvre et temporairement l'embrayage 306 est fermé alors que la vitesse III est engagée, ce qui a pour effet que la vitesse de rotation du moteur à combustion interne peut être adaptée à la vitesse III et par conséquent diminue. Il faut freiner l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses, qui peut tourner dans le cas extrême à la vitesse de rotation nominale du moteur à combustion interne, pour l'amener à une nouvelle vitesse de rotation de synchronisation pour la vitesse IV. Pour ne pas concevoir d'une manière surdimensionnée des bagues de synchronisation éventuellement présentes, ou pour éviter, dans le cas d'une synchronisation prévue par la machine électrique 310, de longs temps de synchronisation en raison du fait que la machine électrique 310 travaille seulement avec un mauvais rendement à sa vitesse de rotation, la synchronisation peut être réalisée par freinage de l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses au moyen d'une fermeture de brève durée de l'embrayage 305, le couple de freinage de l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses étant préparé à
partir du couple du moteur à combustion interne.
Dans le cas d'une rétrogradation depuis une vitesse activée à une vitesse sur le même arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses, c'est-à-dire de la vitesse VI à la vitesse IV ou de la vitesse IV à la vitesse II, par exemple lorsque le véhicule se déplace alors que le moteur à combustion interne tourne avec une faible vitesse de rotation et qu'une accélération rapide est souhaitée par le conducteur, par exemple au moyen d'un actionnement à fond de la pédale d'accélérateur, le couple d'entraînement est appliqué pour obtenir la force de traction complète, par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses. Dans le cas de l'exemple de la rétrogradation de la vitesse IV à la vitesse II, on va expliquer de façon plus détaillée le mode opératoire pour ce mode de commutation. Après la demande de charge, le moteur à combustion interne est tout d'abord accéléré à pleine charge et l'embrayage 305 est ouvert seulement pendant un bref intervalle de temps pour le désaccouplement, sans charge, de la douille 330, puis est à nouveau fermé en partie, c'est-à-dire qu'il fonctionne avec glissement de sorte que seule une partie du couple délivré par le moteur à combustion interne est introduite dans l'embrayage 305 et de ce fait est appliquée à l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses. L'embrayage 305 peut être commandé de manière que seul un coulpe prédéterminé soit transmis à l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses. En tant qu'au moins une grandeur de mesure pour la commande de l'embrayage 305, on peut utiliser alors au moins une vitesse de rotation du vilebrequin 304, des arbres d'entrée 302a, 302b de la boîte de vitesses et/ou de l'arbre de sortie 303 de la boîte de vitesses. Sous l'effet d'une application limitée de couple, la vitesse de rotation du moteur à combustion interne augmente, ce qui a pour effet que cette vitesse atteint la vitesse de rotation de synchronisme pour la vitesse III sur l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses. L'embrayage 306 est tout d'abord partiellement fermé, c'est-à- dire qu'il fonctionne avec glissement, et la vitesse III est atteinte au niveau de l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses. L'embrayage 306 est tout d'abord fermé partiellement, c'est-à-dire qu'il fonctionne avec glissement, une vitesse III est activée au moyen du manchon coulissant 316, tandis que l'embrayage 305 reste encore fermé, auquel cas le moteur à combustion interne accélère, au moyen d'une coopération optionnelle de la machine électrique 310, l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses pour l'amener à la nouvelle
vitesse de rotation de synchronisation de la vitesse II.
Une fois cette dernière atteinte, l'embrayage 306 est complètement désenclenché et la vitesse II est engagée à
l'aide du manchon de commutation 330.
En outre, il est avantageux, lors du démarrage à la vitesse I, de ne pas engager immédiatement la vitesse I, mais de maintenir fermé l'embrayage 305 et d'amener la machine électrique 310 à entraîner, par l'intermédiaire de cet embrayage, l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses en tant que générateur pour produire de l'énergie électrique, jusqu'à ce que le conducteur actionne la pédale d'accélérateur. Etant donné que le processus d'accélération à la vitesse I est très court, le processus de synchronisation et de commutation devrait par conséquent se terminer en un bref intervalle de temps, de préférence en moins de 1 s et de préférence en moins de 0,5 s. A cet effet, avant le démarrage, alors que l'embrayage 305 est fermé, l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses est accéléré par le moteur à combustion interne accéléré à pleine charge, et après le démarrage de la vitesse I, on ouvre immédiatement l'embrayage 305 et l'arbre d'entrée 302a de la boîte de vitesses, qui tourne, est retardé jusqu'à la vitesse de rotation de synchronisation de la vitesse II par la machine électrique 310 dans le fonctionnement en générateur et/ou par un dispositif de synchronisation éventuellement présent. Il est évident qu'il n'est pas nécessaire que le véhicule démarre toujours à la vitesse I, et au contraire il peut être avantageux, notamment dans le cas d'un véhicule lourd, que ce dernier démarre dans la vitesse II et d'utiliser la vitesse I uniquement pour des pentes très importantes ou bien en tant que vitesse de rampement. Dans ce cas et dans d'autres cas de réalisation particuliers de boîtes de vitesses à double embrayage, il peut être avantageux de prévoir la machine électrique sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses avec la vitesse présentant la plus faible surmultiplication - comme par exemple, dans cette boîte de vitesses 301, la machine électrique 310 sur l'arbre d'entrée 302b de la
boîte de vitesses.
Lors du fonctionnement du véhicule en traction, la machine électrique 310 peut fonctionner, comme cela a déjà été mentionné, en tant que générateur pour produire du courant. En outre, dans le fonctionnement en poussée, la machine électrique 310 peut récupérer, c'est-à-dire récupérer de l'énergie électrique dans le fonctionnement en générateur, à partir de l'énergie cinétique du véhicule, qui est appliquée à la boîte de vitesses 301 par l'intermédiaire de l'arbre de sortie 303 de la boîte de vitesses. A cet effet, on peut ouvrir les deux embrayages 305, 306, auquel cas en fonction de la vitesse du véhicule, on peut engager une vitesse II, IV ou VI convenant pour le rendement optimum, pour la vitesse de rotation nominale de la machine électrique 310. Il est évident qu'il peut être avantageux de ne pas découpler le moteur à combustion interne, dans certains cas de conduites, pour utiliser par exemple son couple de rampement, en particulier lorsqu'une production d'énergie électrique n'est pas nécessaire par exemple dans le cas d'un accumulateur d'énergie complètement chargé. En outre, le moteur à combustion interne peut être activé par exemple avec glissement, en supplément de la commande d'un couple choisi de récupération, comme dans le cas d'une chaussée lisse et/ou pour l'obtention d'une décélération constante dans des montées ou des descentes. En outre la machine électrique 310 peut fonctionner avec un rendement voisin du rendement optimum dans le cas o l'embrayage 305 est ouvert et dans le cas o un flux de couple est transmis par l'arbre d'entrée 302b de la boîte de vitesses au moyen de l'une des vitesses II, IV, VI, en tant que générateur, pour des
vitesses de rotation optimales.
La figure 22 montre un exemple de réalisation d'une boîte de vitesses 401 à embrayage double comportant une disposition, modifiée par rapport à la boîte de vitesses 301 à embrayage double de la figure 21, des étages de surmultiplication I, II, III, IV, V, VI, R avec une fonction en principe identique, la machine électrique non représentée pouvant être reliée pour coopérer, de manière à pouvoir être découplée ou de façon fixe, avec l'un des deux arbres d'entrée 402a, 402b de la boîte de vitesses ou l'un des deux arbres de sortie 403a, 403b de la boîte de vitesses ou bien pouvant être supprimée, auquel cas les fonctions, qui sont décrites sur la figure 21 et dépendent
de la machine électrique, sont supprimées.
Dans l'exemple de réalisation représenté, les arbres d'entrée 402a,402b de la boîte de vitesses sont disposés coaxialement, l'arbre d'entrée 402b de la boîte de vitesses étant disposé en tant qu'arbre creux autour de l'arbre d'entrée 402a de la boîte de vitesses. Au moyen des embrayages405, 406, disposés de préférence à l'extérieur de la boîte de vitesses 401 pour former un embrayage double, les arbres d'entrée 402a, 402b de la boîte de vitesses peuvent être reliés entre eux indépendamment l'un de l'autre de préférence moyennant l'interposition du dispositif d'amortissement 407 relié au vilebrequin 404 d'un moteur à combustion interne non représenté. L'arbre de sortie de la boîte de vitesses est divisé, dans l'exemple de réalisation représenté, en les branches 403a, 403b, sur lesquelles respectivement les pignons fous 412, 413, 414, 415 ou 416, 417, 418 sont disposés de manière à pouvoir être reliés à ces branches au moyen des douilles coulissantes 407 ou 417 ou 438, 431. Pour former les ensembles de pignons pour les différents étages de surmultiplication, les pignons fous engrènent avec des pignons fixes 427, 428 ou 432, 433, 434 qui sont montés solidairement en rotation sur les arbres d'entrée 402a, 402b de la boîte de vitesses. Les étages de surmultiplication I et III sont disposés de manière à engrener entre l'arbre d'entrée 402a de la boîte de vitesses, en forme d'arbre creux, et l'arbre de sortie 403b de la boîte de vitesses, les étages de surmultiplication V, R avec l'arbre d'entrée 402b de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie 403a de la boîte de vitesses. L'arbre d'entrée 402a de la boîte de vitesses est prolongé axialement par rapport à l'arbre d'entrée 402b de la boîte de vitesses à l'opposé des embrayages 405, 406, et les étages de surmultiplication IV et VI sont disposés de manière à coopérer avec l'arbre de sortie 403 de la boîte de vitesses, et l'étage de surmultiplication II est disposé de manière à coopérer avec l'arbre de sortie 403 de la boîte de vitesses. En outre l'arbre 403a de la boîte de vitesses comporte le dispositif de blocage de parcage P. La synchronisation des arbres d'entrée 402a, 402b de la boîte de vitesses s'effectue pendant des processus de commutation sur un arbre d'entrée 402a, 402b de la boîte de vitesses, respectivement par l'intermédiaire d'un seul dispositif de synchronisation, qui est disposé sur un arbre d'entrée 402a, 402b de la boîte de vitesses, par exemple pour une commutation faisant passer l'étage de surmultiplication I à l'étage III au moyen du dispositif de synchronisation 425, au niveau de l'étage de surmultiplication V ou bien dans le cas d'une commutation de l'étage de surmultiplication II à l'étage IV au moyen du dispositif de synchronisation 426 au niveau de l'étage de surmultiplication VI. La transmission s'effectue au niveau des dispositifs de synchronisation 425, 426 par l'intermédiaire des pignons fous 415 ou 417 aux pignons fixes 434 ou 428 des arbres d'entrée 402a, 402b de la boîte de vitesses. La marche arrière R est synchronisée au moyen d'un dispositif autre de
synchronisation 436.
La commutation des étages de surmultiplication s'effectue au moyen de ce qu'on appelle des mécanismes de sortie finals, dont font partie les douilles coulissantes 416, 417, 438, 431 et des fourches de commutation non représentées, qui déplacent axialement les douilles coulissantes. Les mécanismes de sortie finals sont actionnés par un mécanisme d'actionnement final, qui est entraîné à nouveau au moyen d'un dispositif d'actionnement correspondant. Avantageusement le dispositif d'actionnement final 430, qui est indiqué seulement schématiquement sur la figure 22, est agencé de telle sorte qu'il peut commuter les étages de surmultiplication des deux arbres d'entrée 402a, 402b de la boîte de vitesses, au moyen d'un actionneur. La figure 23 représente à cet effet par exemple un mécanisme d'actionnement final 430, du type pouvant être utilisé pour la boîte de vitesses 420 de la figure 22 et dans une forme de réalisation, adaptée de façon correspondante à la structure de la boîte de vitesses, en tant que mécanisme d'actionnement final 430' pour la boîte de vitesses 301 sur la figure 21, ainsi qu'après une adaptation correspondante à n'importe quelle autre boîte de vitesses ayant un dispositif de synchronisation au niveau de la dernière vitesse. Il est évident que le mécanisme d'actionnement final suivant peut être avantageux après une adaptation correspondante pour n'importe quelle autre forme de boîte de vitesses, par exemple d'autres formes de boîtes de vitesses à commutation en charge ou de boîtes de vitesses automatisées avec interruption de la force de
traction, afin de réduire les durées de commutation.
L'exemple de réalisation du mécanisme d'actionnement final 430 conformément à l'invention, représenté sur la figure 23, est constitué par un arbre de commutation 462 actionné par un actionneur - non représenté
- et par des moyens d'activation 423a, 423b, 423c, 423d.
Les moyens d'activation sont des éléments d'actionnement principaux tels que des doigts de commutation 423a, 423c et des éléments d'actionnement auxiliaires tels que des cames doubles 423b, 423d. Le doigt de commutation 423c est masqué par l'arbre de commutation 462 et par conséquent est simplement indiqué. Les moyens d'activation agissent sur des mécanismes de sortie finals correspondants 420, qui sont formés respectivement par un manchon de commutation 416, 417, 438, 431 et par une source de commutation 465, 466, 467, 468, qui est reliée à ce manchon. En rapport avec la boîte de vitesses 401 sur la figure 22 on a l'association suivante: la fourche de commutation 465 comportant la douille coulissante 416 actionne les étages de surmultiplication I et III, la fourche de commutation 466 comportant la douille coulissante 417 actionne les étages de vitesses IV et VI, la fourche de commutation 468 pourvue de la douille coulissante 438 actionne les étages de surmultiplication V et R et la fourche de commutation 467 équipée de la douille coulissante 431 actionne l'étage de surmultiplication II. En outre la fourche de commutation 467 peut engager une vitesse VII (non représentée) prévue en supplément sur la douille coulissante 431 et qui, en tant que vitesse maximale, pourrait être prise en charge par le dispositif de synchronisation à partir de la vitesse VI. Les fourches de commutation 465, 466 et 467, 468 sont disposées de manière à être déplaçables coaxialement sur des arbres 469, et des ouvertures 450 des parties d'extrémité 453 des fourches de commutation 465, 466 et 467, 468 sont agencées de telle sorte qu'elles peuvent être reliées respectivement à l'élément d'actionnement principal, tel que des doigts de commutation 423a, 423c et/ou un élément d'actionnement auxiliaire, tel que les cames doubles 423b, 423d: à cet effet, des premières parties 451 sont destinées à être reliées à un doigt de commutation 423a et 423c, et des secondes parties 452 sont destinées à être reliées à une came double 423b, 423d. Pour engager un étage de démultiplication, l'un des doigts de commutation 423a, 423c est relié à des parties 451 des fourches de commutation correspondantes 466, 467 ou 468, par le fait que l'arbre de commutation 462 est déplacé dans la direction axiale, le doigt de commutation 423b venant coopérer avec une partie 450. Sous l'effet d'une rotation de l'arbre de commutation 462, le doigt de commutation 423b, 423c pivote, ce qui a pour effet que la fourche de commutation respective 465, 466, 467 ou 468 dans l'ouverture 450 de laquelle est situé le doigt de commutation 423a ou 423c - c'est toujours un seul doigt de commutation qui coopère en contact avec les parties 451 -, est déplacée sur l'arbre 469, et par conséquent également la douille coulissante 416, 417, 438 ou 431, qui lui est associée, est déplacée, et l'étage de surmultiplication
correspondant est engage.
Simultanément, également dans le cas du déplacement axial de l'arbre de commutation 462, les cames double 423b, 423d viennent coopérer avec les parties correspondantes 452 de tous les autres mécanismes de sortie finals 420, qui sont associés au même arbre d'entrée de la boîte de vitesses (420a, 420b sur la figure 22), de sorte que lors d'une rotation de l'arbre de commutation 462, ces étages de surmultiplication sont désenclenchés. La synchronisation d'une commutation faisant passer de l'étage de surmultiplication I à l'étage de surmultiplication III s'effectue en tenant compte de la boîte de vitesses 420 de la figure 22 dans cet exemple du passage de la vitesse I à la vitesse III, comme suit: la vitesse transmettant actuellement le couple est la vitesse II, l'embrayage 405 est fermé, l'embrayage 406 est ouvert, la vitesse I est encore engagée. Le doigt de commutation 423c atteint l'ouverture 450 de la fourche de commutation 468 et cette ouverture est amenée à coopérer avec la partie 451c, auquel cas la came double 423b vient coopérer avec la partie 452a de la fourche de commutation 465 de l'appariement de vitesses I/III. En raison du décalage angulaire du doigt de commutation 423c par rapport à la came double 423b, une rotation de l'arbre de commutation 462 provoque tout d'abord un désengagement de la vitesse I, puis un freinage de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses au moyen du dispositif de synchronisation 425 (figure 22) au niveau de la vitesse V. Une fois que la vitesse de synchronisation ou une gamme admissible de vitesses de rotation de synchronisation est atteinte, l'arbre de commutation 462 tourne et se déplace axialement en direction de la position neutre de sorte que le doigt de commutation 423a vient coopérer avec la partie 451 de la fourche de commutation 465, puis tourne à nouveau pour l'engagement de la vitesse III. La commutation de la vitesse II à la vitesse IV s'effectue de façon correspondante, par le fait qu'en coopération avec la partie 451b de la fourche de commutation 466, le doigt de commutation 423 freine tout d'abord le dispositif de synchronisation 426 (figure 2) de l'étage de surmultiplication VI et que la vitesse II est désengagée au moyen de la came double 423d qui coopère avec la partie 452d. Une rotation de la tige de commutation 462 entraîne un déplacement de la douille coulissante 466 et
par conséquent l'engagement de la vitesse IV.
La séquence temporelle d'activation de l'élément d'actionnement principal 423a, 423c par rapport aux différents éléments d'actionnement auxiliaires 423b, 423d dépend de l'activation dans le temps du contact entre les parties 451 et les doigts de commutation 423a, 423c d'une part et les cames doubles 423b, 423d et les parties 452 d'autre part pendant la rotation de l'arbre de rotation 462, de sorte que par exemple un décalage angulaire, prévu entre les parties 423a et 423c et 423b, 423d et/ou une extension de l'une des parties 423a, 423b, 423c, 423d dans la direction circonférentielle autour de l'axe de l'arbre de commutation 462 peut déclencher la succession dans le temps de manipulations (par exemple une décélération dans le temps entre le désengagement de l'étage actif de surmultiplication, la synchronisation du nouvel étage de surmultiplication devant être engagé et l'engagement du
nouvel étage de surmultiplication.
La figure 24a représente schématiquement et à titre d'exemple un véhicule 501, dans lequel l'invention peut être utilisée d'une manière particulièrement avantageuse. L'embrayage 504 est disposé dans le cas présent dans le flux de force entre le moteur d'entraînement 502 et le dispositif de boîte de vitesses 506. De façon appropriée entre le moteur d'entraînement 502 et l'embrayage 504 est disposée une masse d'inertie divisée, dont les masses partielles peuvent être entraînées en rotation l'une par rapport à l'autre moyennant le montage intercalé d'un dispositif d'amortissement à ressort, ce qui a pour effet que l'essentiel notamment les caractéristiques techniques, du point de vue oscillations, de la chaîne motrice sont améliorées. De préférence l'invention est combinée à un dispositif d'amortissement servant à absorber ou compenser des à-coups de rotation ou un dispositif pour compenser des à-coups de rotation ou un dispositif réduisant les à-coups de rotation ou un dispositif pour amortir des oscillations, comme cela est décrit notamment dans les documents allemands publiés DE OS
34 18 671, DE OS 34 11 092, DE OS 34 11 239, DE OS 36 30
398, DE OS 36 28 774 et DE OS 37 21 712 du déposant, dont
les descriptions sont également incluses dans le contenu de
la description de la présente demande.
Le véhicule 501 est entraîné par un moteur d'entraînement 502 tel qu'un moteur à combustion interne, qui est représenté présentement comme un moteur à combustion interne tel qu'un moteur à essence ou un moteur diesel; dans un autre exemple de réalisation, l'entraînement peut être également réalisé à l'aide d'un dispositif d'entraînement hybride, d'un moteur électrique ou d'un moteur hydraulique. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'embrayage 504 est un embrayage à friction, à l'aide duquel le moteur d'entraînement 502 peut être séparé du dispositif de boîte de vitesses 506, notamment pour le démarrage ou l'exécution de processus de commutation. Un couple plus ou moins important est transmis sous l'effet d'un enclenchement ou d'un désenclenchement croissant de l'embrayage, et à cet effet un plateau de serrage et un plateau de pression sont déplacés axialement l'un par rapport à l'autre et occupent plus ou moins un disque de friction intercalé. L'embrayage 520 est agencé sous la forme d'un embrayage et est avantageusement du type à rattrapage de jeu, c'est-à-dire que l'usure des garnitures de friction est compensée de telle sorte qu'une faible
force constante de déclenchement est garantie.
Avantageusement, l'invention est combinée à un embrayage à friction, du type décrit notamment dans les demandes de brevet allemand DE OS 42 30 291, DE OS 42 39 289 et DE OS
43 06 505 du déposant, dont les descriptions sont incluses
également dans la description de la présente demande.
Les roues 512 du véhicule 501 sont entraînées par l'intermédiaire d'un arbre 508 au moyen d'un différentiel 510. Des capteurs de vitesse de rotation 558, 561 sont associés aux roues motrices 512, auquel cas éventuellement également seul est prévu un capteur de la vitesse de rotation 560 ou 561, de tels capteurs produisant respectivement un signal correspondant à la vitesse de rotation des roues 512; en supplément ou à titre de variante, il est prévu un capteur 552 en un autre emplacement dans la chaîne motrice, par exemple sur l'arbre 508, pour la détermination de la vitesse de rotation de sortie de la boîte de vitesses. La vitesse de rotation d'entrée de la boîte de vitesses peut être déterminée au moyen d'un autre capteur ou même, comme dans le présent exemple de réalisation, peut être déterminée à partir de la vitesse de rotation du moteur d'entraînement et, par exemple le rapport de surmultiplication réglé dans la boîte
de vitesses peut être ainsi fixé.
Un actionnement de l'embrayage à friction 504, qui peut être exécuté avantageusement par compression, et de façon appropriée également en traction dans un autre exemple de réalisation, s'effectue dans le cas présent à l'aide d'un dispositif d'actionnement 546, tel qu'un actionneur d'embrayage. Pour l'actionnement de la boîte de vitesses 506, il est prévu un dispositif d'actionnement, qui comprend deux actionneurs 548 et 550, l'un des actionneurs exécutant un actionnement de sélection et un autre un actionnement de commutation. L'actionneur d'embrayage 546 est réalisé sous la forme d'un système électrohydraulique, un déplacement d'enclenchement ou de désenclenchement étant produit au moyen d'un dispositif d'entraînement électrique par exemple au moyen d'un moteur électrique à courant continu et étant transmis au système
de débrayage par l'intermédiaire d'une section hydraulique.
Les actionneurs 548, 550 de la boîte de vitesses sont agencés sous la forme de dispositifs d'entraînement électrique, par exemple sous la forme de moteurs électriques à courant continu, qui sont reliés, par l'intermédiaire d'un système cinématique, aux organes mobiles contenus dans la boîte de vitesses 506 et qui sont actionnés pour fixer le rapport de surmultiplication. Dans un autre exemple de réalisation, en particulier dans le cas o des forces intenses d'actionnement sont requises, il peut être également approprié de prévoir un système
hydraulique pour l'actionnement.
La commande de l'embrayage 504 de la boîte de vitesses 506 s'effectue au moyen d'un dispositif de commande 544, qui forme de façon appropriée une unité de construction avec l'actionnement 546 de l'embrayage, et dans un autre exemple de réalisation de l'invention, il peut être également avantageux de monter ce dispositif en un autre emplacement dans le véhicule. L'actionnement de l'embrayage 504 de la boîte de vitesses 506 peut s'effectuer d'une manière automatisée dans un type de fonctionnement automatique au moyen du dispositif de commande 544, ou bien dans un type de fonctionnement manuel, au moyen d'une introduction faite par le conducteur à l'aide d'un dispositif 570 d'enclenchement par le conducteur, tel qu'un levier de changement de vitesse, cette action étant détectée à l'aide d'un capteur 571. Dans le type de fonctionnement automatique, des changements d'étages de surmultiplication sont exécutés au moyen d'une commande correspondante des actionneurs 546, 548 et 550 conformément à des courbes caractéristiques qui sont mémorisées dans une mémoire associée au dispositif de commande 544. Il est prévu une multiplicité de programmes de déplacement, qui sont fixés par au moins une courbe caractéristique et entre lesquels le conducteur peut effectuer une sélection, comme par exemple un programme de conduite sportive, lors duquel le moteur d'entraînement 502 fonctionne avec une puissance optimisée, un programme de conduite économique, selon lequel le moteur d'entraînement 502 fonctionne d'une manière optimisée sur la base de la consommation de carburant, ou un programme d'hiver, selon lequel le véhicule 501 fonctionne d'une manière optimisée du point de vue de la sécurité de conduite; en outre dans l'exemple de réalisation décrit, des courbes caractéristiques peuvent être adaptées par exemple au comportement du conducteur et/ou à d'autres conditions marginales telles que le coefficient d'adhérence de la
chaussée, la température extérieure et analogue.
Un dispositif de commande 518 commande le moteur d'entraînement 502 en influant sur l'envoi du mélange ou la composition du mélange, auquel cas sur la figure on a représenté à titre représentatif un papillon d'étranglement 522, dont l'angle d'ouverture est détecté au moyen d'un capteur angulaire 520 et dont le signal est envoyé au dispositif de commande 518. Dans d'autres formes de réalisation de la régulation du moteur d'entraînement, dans le cas o il s'agit d'un moteur à combustion interne, le dispositif de commande 518 reçoit un signal correspondant, sur la base duquel la composition du mélange et/ou le volume envoyé peut être déterminée; de façon appropriée on
utilise également le signal d'une sonde lambda existante.
En outre dans le présent exemple de réalisation, le dispositif de commande 518 reçoit un signal d'un levier de charge 514, qui est actionné par le conducteur, et dont la position est détectée par un capteur 516, un signal concernant une vitesse de rotation du moteur et qui est produit par un capteur 528 de la vitesse de rotation, qui est associé à l'arbre de sortie du moteur, un signal d'un capteur 526 de la pression dans la tubulure d'admission ainsi qu'un signal d'un capteur 524 de la température de
l'eau de refroidissement.
Les dispositifs de commande 518 et 544 peuvent être réalisés sous la forme de parties séparées du point de vue construction et/ou du point de vue fonctionnel, ils sont reliés entre eux de façon appropriée par exemple au moyen d'un bus CAN 554 ou d'une autre liaison électrique pour l'échange de données. Cependant, il peut être également avantageux de réunir les parties des dispositifs de commande, notamment en raison du fait qu'une association des fonctions n'est plus toujours possible d'une manière nette et qu'une coopération est nécessaire. En particulier pendant des phases déterminées de la commutation des étages de surmultiplication, le dispositif de commande 544 commande le moteur d'entraînement 502 en ce qui concerne la
vitesse de rotation/le couple du moteur d'entraînement 502.
Aussi bien l'actionneur 146 de l'embrayage que les actionneurs 548 et 550 de la boîte de vitesses produisent des signaux, à partir desquels peut être au moins dérivée une position de l'actionneur, qui est indiquée au dispositif de commande 544. La détermination de position s'effectue dans le cas présent à l'intérieur de l'actionneur, et on utilise un transmetteur incrémental qui détermine la position de l'actionneur par rapport à un point de référence. Dans un autre exemple de réalisation, il peut cependant être également approprié de disposer le transmetteur à l'extérieur de l'actionneur et/ou de prévoir une détermination absolue de position par exemple à l'aide d'un potentiomètre. Une détermination de la position de
l'actionneur a par conséquent une importance particu-
lièrement grande, en rapport avec l'actionneur de l'embrayage, étant donné que de ce fait le point d'activation de l'embrayage 504 peut être associé à un certain trajet de désenclenchement par conséquent à une position de l'actionneur. Avantageusement le point d'actionnement de l'embrayage 504 est déterminé lors de la mise en service et est à nouveau déterminé de façon répétée pendant le fonctionnement, en particulier en fonction de paramètres tels que l'usure de l'embrayage, la température de l'embrayage et analogue. Une détermination des positions de l'actionneur de la boîte de vitesses est importante en rapport avec la détermination du rapport de
surmultiplication engagée.
En outre des signaux fournis par des capteurs de vitesses de rotation 562 et 563 des roues non motrices 565 et 566 sont envoyés au dispositif de commande 544. Pour la détermination de la vitesse du véhicule il peut être judicieux d'utiliser la valeur moyenne fournie par les capteurs des vitesses de rotation 562 et 563 et 560 et 561 pour compenser les différences de vitesses de rotation éventuellement lors du franchissement de courbes. La vitesse du véhicule peut être déterminée au moyen des signaux de vitesses de rotation et en outre une
identification du glissement peut être également réalisée.
Sur la figure, on a représenté des liaisons de sortie des dispositifs de commande sous la forme de lignes en trait plein, et on a représenté des liaisons d'entrée par des lignes formées de tirets. La liaison des capteurs 561, 562 et 563 avec le dispositif de commande est seulement indiquée. De même dans le cas d'un véhicule comportant une chaîne motrice représentée schématiquement à titre d'exemple sur la figure 24b, la présente invention peut
être utilisée d'une manière particulièrement avantageuse.
Dans un tel véhicule il est possible de réaliser une commutation d'étages de surmultiplication sans interruption de la force de traction. Entre le moteur d'entraînement 1010 et le dispositif mené 1100 sont formées deux voies de transfert 1110 et 1120 au moyen desquelles peut s'effectuer la transmission d'un flux de couple, et chacune des voies de transfert est associée à un embrayage 1020 ou 1030 et peut être insérée au moyen de cet embrayage dans le flux de transmission de couple. On a représenté une forme de réalisation préféré dans lequel les embrayages 1020 et 1030 sont disposés entre le moteur d'entraînement 1010 et les étages de surmultiplication 1040 et 1050. Cependant, dans un autre exemple de réalisation, il peut être par exemple également approprié de disposer un ou les deux embrayages 1020 et/ou 1030 entre les étages de surmultiplication 1040,
1050 et le dispositif mené 1100.
Sous l'effet de l'actionnement des embrayages 1020 et 1030 selon une commutation transitoire, on peut obtenir une commutation continue du flux de transmission de couple d'une voie de transfert à l'autre. Deux groupes 1040 et 1050 d'étages de surmultiplication sont prévus, ces étages étant compris respectivement dans l'une des voies de transfert 1110, 1120, des étages de surmultiplication, entre lesquels une commutation sans interruption de la force de traction doit être possible, étant associés à des groupes différents. De préférence, des étages de surmultiplication, dont les surmultiplications se succèdent, font partie de différents groupes, et par exemple les vitesses I, III et V forment un groupe 1040 et les vitesses II, IV et éventuelle VI forment un groupe 1050. La marche arrière R est associée de façon appropriée au groupe 1050. Dans d'autres exemples de réalisation, il peut être cependant également avantageux que la répartition des étages de surmultiplication en des groupes s'effectue différemment ou que certains étages de surmultiplication puissent être utilisés aussi bien dans un groupe 1040 que dans l'autre groupe 1050 ou soient présents dans les deux groupes. De même les embrayages 1030 et 1020 ainsi que les étages de surmultiplication des groupes 1040 et 1050 peuvent être actionnés d'une manière automatisée comme dans l'exemple représenté et décrit sur la figure 24a. A cet effet on a représenté des actionneurs 1060 et 1070 servant à actionner les embrayages 1020 et 1030. Dans un autre exemple de réalisation, il peut être également très approprié d'utiliser seulement un dispositif de réglage d'embrayage pour actionner les deux embrayage. Sur la figure, on a en outre représenté les dispositifs d'actionnement 1080 et 1090 servant à actionner les étages de surmultiplication des groupes 1040 et 1050. Cependant un exemple particulièrement avantageux est celui qui comporte uniquement un dispositif d'actionnement servant à actionner les étages de surmultiplication des deux groupes 1040 et 1050. Un actionnement comprend un entraînement de sélection et un entraînement de commutation. Pour d'autres détails concernant l'actionnement des embrayages et de la boîte de vitesses ainsi que la commande, on se référera à la
description associée donnée en rapport avec la figure la.
En outre la présente invention peut être utilisée dans un véhicule, dont la chaîne motrice comprend une voie de transfert auxiliaire, parallèle à la voie de transfert principale et au moyen de laquelle pendant un processus de commutation, le couple d'entraînement est transmis dans la voie de transfert principale. De telles boîtes de vitesses sont connues dans différentes formes de réalisation en tant que boîtes de vitesses sans interruption de la force de
traction.
La figure 25 représente des mécanismes de sortie finals comportant un mécanisme d'actionnement final selon un exemple de réalisation particulièrement préféré, selon l'invention, utilisé dans un véhicule représenté et décrit en référence à la figure 24a. Les mécanismes de sortie finals sont formés respectivement par un manchon d'accouplement 601, 602, 603, 604 et par une fourche de commutation 605, 606, 607, 608, qui est reliée à ce manchon. Un groupe d'étages de surmultiplication est actionné à l'aide des éléments de sortie finals 601 et 604, tels que des manchons d'accouplement, et l'autre groupe d'étages de surmultiplication est actionné au moyen des éléments de sortie finals 602 et 603. Le mécanisme d'actionnement final comporte, pour la liaison avec les mécanismes de sortie finals des deux groupes, un élément d'actionnement principal et des éléments d'actionnement auxiliaires. Un premier élément d'actionnement principal 611 et un autre élément d'actionnement principal,non visible sur cette figure, sont appropriés pour l'engagement d'étages de surmultiplication, et les éléments d'actionnement auxiliaires 616, 613 garantissent que respectivement tous les étages de surmultiplication du même groupe sont désenclenchés. Les fourches de commutation 605, 606, 607, 608 sont montées de manière à être déplaçables axialement sur des arbres 609, et les mâchoires de leurs fourches de commutation sont agencées de telle sorte qu'elles peuvent venir engrener respectivement avec un élément d'actionnement principal tel que le doigt de commutation 611 ou avec un élément d'actionnement secondaire tel que la came double 613, 615. A cet effet, des premières parties 614 sont prévues pour établir une liaison avec un doigt de commutation 611, et des secondes parties 615 sont prévues pour l'établissement d'une liaison avec une came double 613. Pour l'engagement d'un étage de surmultiplication, par exemple le doigt de commutation 611 vient coopérer avec la partie d'extrémité 610 de la fourche de commutation correspondante 605 et 606, par le fait que l'arbre de commutation 612 est déplacé dans la direction axiale. Simultanément, la came double 613 vient coopérer respectivement avec la fourche de commutation correspondante 607 ou 608, qui fait partie du même groupe d'étages de surmultiplication. Une rotation de l'arbre de commutation 612 fait pivoter le doigt de commutation 611, ce qui a pour effet que la fourche de commutation 605 ou 606 située sur l'arbre 609 et par conséquent également le manchon d'accouplement 601 ou 602, qui y est associé, sont déplacés et l'étage de surmultiplication correspondant est engagé. Simultanément, la rotation de la came double 613 provoque un désenclenchement de l'étage de surmultiplication considéré, dans le cas o il est engagé. S'il s'agit d'une boîte de vitesses comportant un embrayage et une voie de transfert dans la boîte de vitesses comme représenté sur la figure 24a, les éléments d'actionnement auxiliaires viennent coopérer respectivement avec tous les autres mécanismes de sortie finals, lorsqu'un élément d'actionnement principal vient coopérer avec le premier mécanisme de sortie final. Dans le cas d'une boîte de vitesse à double embrayage comportant deux voies de transfert parallèles, des éléments d'actionnement auxiliaires viennent respectivement coopérer avec tous les autres mécanismes de sortie finals d'une voie de transfert lorsqu'un élément d'actionnement principal vient coopérer avec un premier mécanisme de sortie final de cette voie de transfert; ainsi dans une voie de transfert seul respectivement un étage de surmultiplication peut être engagé à un moment donné, mais il est possible d'engager simultanément un étage de surmultiplication dans chaque
voie de transfert.
Sur les figures 26a, 26b, 26c, 27d, on a indiqué de façon plus précise le fonctionnement d'un élément d'actionnement auxiliaire. Sur la figure 26a, sur laquelle l'étage de surmultiplication associé à la fourche de commutation 701 est engagé et l'élément d'actionnement auxiliaire est venu coopérer avec la fourche de commutation 701 sous l'effet du déplacement axial de l'arbre de commutation, l'arbre de commutation 703 tourne de sorte que la partie d'extrémité 702 de la came double - voir 613 sur la figure 25 - est repoussée contre la partie oblique 701a et qu'ainsi est produite, dans la direction de désenclenchement, une force qui est supérieure ou égale à la force nécessaire de désenclenchement, ce qui entraîne un mouvement de désenclenchement, comme le montrent les figures 26b et 26c. Sur la figure 26d, l'étage de surmultiplication est complètement désenclenché, et l'arbre de commutation 703 peut contribuer à tourner librement, sans qu'une force soit transmise dans le sens d'un enclenchement ou dans le sens d'un désenclenchement, à la fourche de commutation 701, auquel cas la came double tourne à l'intérieur du cercle délimité par 701b. L'état représenté sur la figure 26d est présent également lorsque dès le départ aucun étage de surmultiplication de la
fourche de commutation considérée 701 n'est engagée.
L'élément d'actionnement auxiliaire peut tourner librement
dans le cercle délimité par 70lb.
Le désenclenchement s'effectue d'une manière analogue au processus de désenclenchement que l'on vient de décrire dans le cas o l'autre étage de surmultiplication, actionné au moyen de la même fourche de commutation est engagé. Sur la figure 26a, la fourche de commutation 701 pourrait être au départ déplacée vers la droite par rapport à l'arbre de commutation 703, et l'action s'effectuerait entre la came 702a et la partie inclinée 701c. Le désenclenchement s'effectue aussi bien pour les deux étages de surmultiplication associés à la fourche de commutation 701 que pour les deux sens de rotation de l'arbre de
commutation 703.
L'enclenchement ou le désenclenchement d'un ancien étage de surmultiplication ou d'un nouvel étage de surmultiplication et lors de la rotation de l'arbre de commutation est représenté sur la figure 27. Tout d'abord, l'ancien étage de surmultiplication est désenclenché au moyen de la came double, voir la ligne en trait plein, alors que lors de la poursuite de la rotation, il se produit un engagement du nouvel étage de surmultiplication, voir la ligne formée de tirets. L'enclenchement et le désenclenchement des étages de surmultiplication, qui sont très proches l'un de l'autre dans le temps et même se chevauchent légèrement, devient net, ce désenclenchement ou cet engagement étant possible par le fait que l'élément d'actionnement principal et les éléments d'actionnement auxiliaires sont simultanément en prise avec les fourches respectives de commutation et que lors d'une rotation de l'arbre de commutation, les deux éléments d'actionnement pivotent simultanément. Le décalage entre le déplacement de désenclenchement du manchon d'accouplement de l'ancien étage de surmultiplication et le mouvement d'engagement du nouvel étage de surmultiplication est déterminé de façon déterminante par le jeu de l'élément d'actionnement principal dans ma mâchoire de la fourche de commutation, par l'agencement de la came double et par la disposition angulaire relative de l'élément d'actionnement principal et de l'élément d'actionnement auxiliaire sur l'arbre de commutation - voir également la figure 28a. En raison de la symétrique, il faut préférer notamment une disposition dans laquelle l'axe de la came double de la pointe 803a à la pointe 803b est perpendiculaire à l'axe du doigt de commutation 802. Cependant il peut être également approprié que ces axes ne soient pas perpendiculaires entre eux, en particulier s'il faut actionner une fourche de commutation,
qui active seulement un étage de surmultiplication.
Sur les figures 28a et 28b on a représenté une disposition d'un élément d'actionnement principal 812 et d'un élément d'actionnement auxiliaire 803 sur un arbre de commutation 801. Des doigts de commutation et des cames doubles associées sont distants axialement sur l'axe de l'arbre de commutation de telle sorte qu'ils viennent coopérer respectivement avec des sources de commutation, qui leur sont associés à la même voie de transfert dans la boîte de vitesses, lorsque l'arbre de commutation est déplacé de façon correspondante dans la direction axiale de sorte que, lors d'une rotation ultérieure de l'arbre de commutation, les étages de surmultiplication considérés peuvent être actionnés simultanément. Les axes du doigt de commutation 802 et de la came double 803 équipés des parties d'extrémité 803a et 803b sont normalement disposés radialement en étant perpendiculaires entre eux, dans un exemple de réalisation préféré représenté. Une autre disposition est représentée sur les figures 29a et 29b. En dehors d'un doigt de commutation 802, deux cames doubles 903 et 904 équipées de leur partie d'extrémité 903a, 903b,
904a et 904b sont disposées sur l'arbre de commutation 901.
De même dans cet exemple de réalisation, les axes du doigt de commutation 902 et la came double 903 et 904 sont perpendiculaires entre eux. Les cames doubles 903, 904 sont particulièrement larges de manière à pouvoir coopérer respectivement avec deux fourches de commutation. Chacune des cames doubles 903, 904 peuvent actionner ainsi deux fourches de commutation pour le désenclenchement des étages de surmultiplication associés. Dans un autre exemple de réalisation, il peut être également très avantageux de combiner de telles cames doubles larges et des cames doubles simples. Il peut être également approprié qu'une came double soit encore plus élargie, de manière à actionner simultanément plus de deux fourches de commutation. L'utilisation d'éléments d'actionnement particulièrement larges doit toujours être préférée lorsqu'il faut actionner des mécanismes d'extrémité finals,
dont les fourches de commutation sont disposées côte-à-
côte. La figure 30 représente à titre d'exemple des formes de réalisation avantageuses d'éléments d'actionnement auxiliaires. La came double ici décrite est désignée par a. Aussi bien les parties d'extrémité de cames que les évidements 1603, qui leur correspondent, sont agencés en forme de coin. A titre d'exemple, on va décrire une came 1604. On a représenté deux surfaces de fonctionnement 1601a et 160l1b, qui convergent en pointe et la partie d'extrémité 1602 de la came est arrondie. Dans l'exemple de réalisation préféré, des surfaces 1601a et 1601b font un angle de 40 à 45 , l'angle étant choisi d'autant plus grand que la force de désenclenchement, qui est nécessaire pour le désenclenchement de l'étage de surmultiplication devant être actionné est important. La forme de la came détermine de façon décisive, la force de désenclenchement pouvant être produite par l'obtention d'un déplacement de désenclenchement, lors de la rotation de l'arbre de commutation. C'est pourquoi, dans un autre exemple de réalisation, la forme de la came est adaptée à l'allure de la force nécessaire, qui apparaît pendant un désenclenchement. L'évidement 1603, qui correspond à la came, fait avec les surfaces, qui sont contiguës, un angle légèrement supérieur à l'angle de la came. L'agencement de l'évidement dépend de la forme de la came, étant donné que la coopération entre la came et l'évidement est
déterminante.
Les variantes b et d représentent des combinaisons avec une partie correspondante en forme de
coin et une partie correspondante de forme rectangulaire.
Dans la variante b, l'élément d'actionnement auxiliaire rotatif comporte des évidements rectangulaires 1606, qui sont reliés à la came en forme de coin 1607 de la fourche de commutation mobile, et dans la variante d, la fourche de commutation mobile représente des évidements de forme rectangulaire 1608, qui sont reliés à des cames en forme de
coin 1609 de l'élément d'actionnement auxiliaire rotatif.
La variante e représente, de même que la variante a, deux parties correspondantes en forme de coin, mais ici l'élément d'actionnement auxiliaire rotatif 1610 comporte l'évidement 1615, et la fourche de commutation mobile 1611 possède la came 1614. La variante c représente deux parties
correspondantes de forme rectangulaire 1612, 1613.
Les variantes représentent la conception d'une forme de coin et d'une forme rectangulaire avec un évidement et une came sur l'élément d'actionnement pouvant tourner avec l'arbre de commutation ou sur le mécanisme
d'actionnement final mobile.
La position de l'arbre de commutation et le schéma H sont représentés sur la figure 31. L'exemple concerne une transmission à embrayage double, dans lequel les vitesses I, III, V et VII forment un groupe qui est associé à un embrayage, et les vitesses II, IV, VI ainsi que la marche arrière R forment un autre groupe, qui est associé à l'autre embrayage. La figure illustre l'engagement de la vitesse I. Etant donné que respectivement seule une vitesse d'un groupe peut être engagée à un instant donné, on doit être certain que lors de la commutation sur la vitesse I, les vitesses III, V et VII sont désenclenchées. La vitesse III est actionnée par le même embrayage de commutation que la vitesse I et par conséquent ne peut pas être engagée simultanément. Dans le cas d'un déplacement axial de l'arbre de commutation 1605 pour relier le doigt de commutation 1603 à la fourche de commutation associée à la vitesse I, l'élément d'actionnement auxiliaire 1604 engrène simultanément avec la fourche de commutation, à laquelle sont associées les vitesses V et VII. La rotation de l'arbre de commutation 1605 pour l'engagement de la vitesse I réalise un désenclenchement de la vitesse V ou VII. La figure b représente l'engagement de la vitesse II, pour laquelle l'élément d'actionnement auxiliaire 1604 désenclenche les vitesses VI et R. Lors de l'engagement de la vitesse V à l'aide du doigt de commutation 1601, les vitesses I et III sont désenclenchées au moyen du mécanisme d'actionnement auxiliaire 1602, voir la figure c. La figure d représente l'engagement de la vitesse VI, les vitesses II et IV sont désenclenchées. Les figures 32a et 32b illustrent le fonctionnement d'une came large décrite sur les figures 29a
et 29b. Lors de l'engagement par exemple de la vitesse II -
voir 32a - les vitesses III, V et R sont simultanément désenclenchées et lors de l'engagement de la marche arrière - voir figure 32b - les vitesses I, II, III et IV sont
simultanément désenclenchées.
La figure 33a représente une forme de réalisation à titre d'exemple de l'invention destinée à être appliquée dans une boîte de vitesses usuelle, automatisée ou actionnée manuellement, qui cependant est également simultanément particulièrement préférée. Bien que l'on n'ait représenté qu'une fourche de commutation 1080, la boîte de vitesses décrite comporte plusieurs fourches de commutation. Les fourches de commutation 1080 d'une telle boîte de vitesses possèdent une partie d'engrènement 1082a pour l'engrènement d'un doigt de commutation 1082b, ainsi que deux branches 1083a. Les branches 1083b définissent conjointement une forme d'arc de cercle, dont le diamètre correspond au moins approximativement au diamètre d'un élément d'actionnement en forme de douille 1081, qui est
inséré entre les branches en forme d'arc de cercle 1083a.
L'élément d'actionnement en forme de douille 1081 peut tourner et est déplaçable axialement, en fonctionnement, dans des positions déterminées, par exemple sous l'action d'une tringlerie de commutation actionnée manuellement ou à l'aide d'au moins un actionneur. Sous l'effet du déplacement axial de l'élément d'actionnement en forme de douille 1081, un doigt de commutation 1082b peut être amené à engrener avec la partie d'actionnement 1082a de la fourche de commutation désirée, de sorte qu'une rotation ultérieure de l'élément d'actionnement en forme de douille 1081 provoque un pivotement du doigt de commutation 1082b et par conséquent une translation de la fourche de commutation 1080. La rotation devient possible étant donné que dans la douille de l'élément d'actionnement 1081 sont prévues des découpes 1083b, dans lesquelles les extrémités 1083a des branches peuvent s'engager lors d'un mouvement de rotation. Comme cela a déjà été décrit, d'autres fourches de commutation sont présentes dans la boîte de vitesses en étant distantes axialement par rapport à l'élément d'actionnement en forme de douille 1081. Ces fourches de commutation comportent également des branches en forme d'arc de cercle, dans lesquelles l'élément de commutation en forme de douille 1081 est inséré. Etant donné qu'aucune découpe telle que 1083b n'est présente axialement dans l'élément d'actionnement formant douille 1081 à la hauteur de ces autres fourches de commutation, ces fourches de commutation sont fixées dans leur position médiane conformément à la position neutre. De cette manière un mécanisme d'actionnement servant à actionner la fourche de commutation désirée peut être relié de manière particulièrement efficace à un système de verrouillage des autres fourches de commutation dans la position neutre. La liaison de la douille de l'élément d'actionnement 1080 avec une tige d'actionnement non représentée ici s'effectue par exemple à l'aide d'éléments en forme de manchons 1084. Le doigt de commutation 1082b est relié avantageusement à la douille par l'intermédiaire d'une liaison fixe. A cet effet il est particulièrement approprié de prévoir un système soudé ou un système collé. Sinon ou en combinaison avec cela, le doigt de commutation 1082b peut être relié mécaniquement selon une liaison par formes complémentaires
à la douille.
Sur la figure 33b, on a représenté de façon plus
détaillée la douille 1090 de l'élément d'actionnement 1081.
La douille est réalisée d'une manière particulièrement avantageuse en un élément tubulaire, dans lequel alors les évidements 1091 et 1092 sont aménagés par exemple au moyen d'un enlèvement de copeaux ou bien à l'aide d'une technique de coupe comme par exemple un découpage par laser ou un découpage par brûlage. La forme de base des évidements 1091 et 1092 correspond au moins approximativement à la section transversale des branches 1083a de la fourche de commutation, mais sont légèrement dilatées notamment dans la direction circonférentielle de manière à permettre la translation de la fourche de commutation 1080. De même il est avantageux de réaliser la douille en une tôle plane, que l'on enroule ensuite, la fente axiale, qui se forme alors, pouvant rester ouverte ou être fermée, par exemple par soudage dans le cas d'une solidité suffisamment élevée du matériau. Les évidements 1091 et 1092 sont réalisés par
exemple par découpage lorsque la tôle est à plat.
La figure 34a représente une forme de réalisation particulière de l'invention destinée à être utilisée dans une boîte de vitesses automatisée, telle que décrite plus haut de façon détaillée, qui est cependant également simultanément particulièrement préférée. La fourche de commutation 1080 comporte une première partie fonctionnelle 1082a pour l'engrènement d'un doigt de commutation 1082b, qui est élargi de telle sorte que même après l'engagement d'un étage de surmultiplication, il subsiste, en raison de la translation de la fourche de commutation 1080, une voie de sélection qui est suffisamment large pour que le doigt de commutation puisse quitter la fourche de commutation lorsque l'étage de surmultiplication est alors engagée, pour venir coopérer avec la première partie fonctionnelle d'une autre fourche de commutation. Si alors un étage de surmultiplication de cette autre fourche de commutation est engagé, simultanément l'ancien étage de surmultiplication doit être désenclenché, et à cet effet il est prévu, sur la fourche de commutation, deux parties fonctionnelles 1483a, qui viennent coopérer avec des évidements correspondants 1483b. Lors d'une rotation de l'élément d'actionnement 1480, la fourche de commutation est translatée dans tous les cas dans sa position neutre, et la force de désenclenchement est transmise par les parties latérales de l'évidement 1483b, qui sont formées par une tôle repliée de façon correspondante, à la seconde partie fonctionnelle en forme de coin de la fourche de commutation. L'élément d'actionnement 1181 est formé par exemple d'un élément en forme de manchon 1484 et d'éléments latéraux 1485a et 1485b, qui y sont reliés et sont réalisés de préférence en tôle, et dont les parties d'extrémité sont conformées de telle sorte que les surfaces fonctionnelles désirées sont formées; en outre le doigt de commutation 1482b est relié à l'élément latéral 1485b, cette liaison pouvant être réalisée de la même manière que la liaison du doigt de commutation sur la figure 33a. Il est en outre évident sur la figure 34a que le doigt de commutation 1482b - l'élément d'actionnement principal et les évidements 1483b - les éléments d'actionnement auxiliaires - sont disposés sur l'axe de l'élément d'actionnement 1481 en étant distants axialement de telle sorte que simultanément le doigt de commutation 1482b peut coopérer avec une fourche de commutation et que l'évidement 1483b peut coopérer avec une autre fourche de commutation. Lors d'un actionnement (de commutation, les deux fourches de commutation sont actionnées simultanément de sorte qu'un étage de surmultiplication est engagé et que simultanément au moins un autre étage de surmultiplication est désenclenché ou on est certain qu'on se trouve dans la position neutre. Sur la base de cette figure, on va décrire à titre d'exemple uniquement une forme de réalisation particulière, et on a représenté l'ensemble du fonctionnement ayant été déjà représenté sur les figures précédentes, de sorte que seul un élément comportant un élément d'actionnement principal et un élément d'actionnement auxiliaire est indiqué à titre
représentatif.
L'élément latéral 1485b sur la figure 34a est représenté de façon plus détaillée sur la figure 34b. Cet
élément est réalisé de préférence par découpage d'une tôle.
La partie médiane 1489 est une partie élargie par rapport aux parties d'extrémité 1484, ce qui a pour effet qu'on obtient une stabilité particulièrement bonne dans la zone du doigt de commutation 1488. En outre, les parties d'extrémité 1487 sont aisément déformables. Les extrémités repliées 1487 forment l'élément antagoniste pour la seconde
partie fonctionnelle 1483b de la fourche de commutation.
L'élément en forme de manchon 1484 de la figure 34a est représenté de façon plus détaillée sur la figure 34c. Cet élément est de préférence réalisé en deux parties comportant une partie tubulaire 1485 et un collet en tôle découpé 1086, qui est relié à cet élément tubulaire et qui par déformation est coudé pour prendre la forme représentée. Dans un autre exemple de réalisation, l'ensemble est réalisé d'un seul tenant. Ensuite à partir de l'élément tubulaire, on donne, par déformation, au collet la forme représentée. Les deux parties latérales 1088 et 1089 des évidements 1087 servant à l'engrènement des secondes parties fonctionnelles 1483a de la fourche de
commutation 1480 (figure 34a) son agencées différemment.
Seule la partie latérale 1089 importante pour le
fonctionnement, comporte la partie d'extrémité recourbée.
La figure 35a représente une forme de réalisation donnée à titre d'exemple de l'invention pour son application à une boîte de vitesses à deux embrayages, décrite plus haut de façon plus détaillée et qui cependant
est également simultanément particulièrement préféré.
L'élément en forme de manchon 1281 est constitué de deux manchons intérieurs 1285, qui sont disposés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que leurs collets sont tournés à l'opposé l'un de l'autre. Ils portent les deux parties latérales 1286, dont l'une comprend un doigt de commutation 1282b qui peut coopérer avec les premières parties fonctionnelles 1282. Les rainures ou configurations concaves 1283b prévues dans l'élément 1281 conviennent pour coopérer avec les secondes parties fonctionnelles 1283a pour garantir, comme cela a déjà été décrit, la position neutre d'une fourche de commutation. Ces configurations en creux - dans la représentation indiquée, respectivement une configuration en creux de chaque côté du doigt de commutation - sont distantes du doigt de commutation 1282b le long de la forme axiale de douille de l'élément 1281 de telle sorte que ces configurations et le doigt de commutation 1282b coopèrent respectivement simultanément avec les fourches de commutation désirées. A la même hauteur axiale du doigt de commutation 1282 sont prévus des évidements ou des rainures 1284, qui, dans le cas d'un déplacement de commutation correspondent à une rotation de l'élément 1281 pour l'actionnement de la fourche de commutation, fournissent un espace pour les secondes parties fonctionnelles 1283a de la même fourche de commutation, de sorte qu'un libre mouvement de commutation
devient possible.
Un élément latéral 1286 de la figure 35a est représenté de façon plus détaillée sur la figure 35b. Cet élément est réalisé de préférence par découpage à partir d'une tôle. On a représenté un élément comportant un élément de commutation 1288. Les rainures sont découpées par exemple lorsque la tôle est à plat, et lors d'une étape opératoire suivante on coude l'élément 287 avec le rayon
désiré et on forme sur cet élément des rebords 1290.
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 caractéris-
tiques qui ne sont jusqu'ici exposées que dans la descrip-
tion et/ou les dessins.
Des références utilisées dans les sous-revendica-
tions 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 protec-
tion autonome de l'objet des caractéristiques ou combinai-
sons de caractéristiques des sous-revendications concer-
nées.
Etant 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 indépen-
dantes ou de demandes divisionnaires. Ces objets peuvent
également contenir des inventions indépendantes qui repré-
sentent 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 modifications sont
possibles dans le cadre de l'invention telle que présente-
ment 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 revendi-
cations 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 la mesure o il concerne également des procé-
dés de fabrication, de vérification et d'usinage, et o il permettrait à l'homme de métier d'apporter une solution au
problème à la base de l'invention.

Claims (82)

REVENDICATIONS
1. Boîte de vitesses notamment pour un véhicule automobile comportant une multiplicité d'arbres, comme par exemple un premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, formé d'au moins un élément, et un second arbre d'entrée de la boîte de vitesses formé d'au moins un élément, et au moins un arbre de sortie de la boîte de vitesses, caractérisée par la combinaison des caractéristiques suivantes: a) entre l'arbre de sortie et les arbres d'entrée de la boîte de vitesses sont disposés une multiplicité de couples de pignons, constitués chacun par un pignon fou disposé autour de l'un des arbres et pouvant être relié solidairement en rotation à cet arbre, et un pignon fixe qui engrène avec le pignon précédent et est monté solidairement en rotation sur un arbre qui lui correspond, pour produire des vitesses ayant différents échelons de surmultiplication entre l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et respectivement l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses; b) au moins un arbre d'entrée de la boîte de vitesses peut être entraîné, au moins par instants, au moyen d'une unité d'entraînement avec un arbre d'entraînement; c) au moins un arbre d'entrée de la boîte de vitesses peut être relié à une première machine électrique; d) l'arbre de sortie de la boîte de vitesses peut être relié à au moins un pignon d'entraînement; e) au moins une vitesse peut être engagée automatiquement à
l'aide d'au moins un actionneur.
2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité d'entraînement est un moteur
à combustion interne.
3. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité d'entraînement est une
seconde machine électrique.
4. Boîte de vitesses selon la revendication 3, caractérisée en ce que les machines électriques entraînent
chacune un arbre d'entrée de la boîte de vitesses.
5. Boîte de vitesses selon la revendication 4, caractérisée en ce que les machines électriques sont dimensionnées avec des dimensions approximativement identiques.
6. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'unité
d'entraînement peut être amenée à coopérer avec au moins l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses par
l'intermédiaire d'au moins un embrayage.
7. Boîte de vitesses selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'unité d'entraînement peut être reliée à la boîte de vitesses par l'intermédiaire d'au moins deux embrayages, disposés dans le flux de force entre l'arbre d'entraînement et l'arbre d'entrée de la boîte de
vitesses, qui doit être respectivement raccordé.
8. Boîte de vitesses selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'au moins un embrayage est un
embrayage à friction.
9. Boîte de vitesses selon la revendication 7 et/ou 8, caractérisée en ce que les deux embrayages à l'extérieur de la boite de vitesses sont agencés sous la
forme d'un embrayage double.
10. Boite de vitesses selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'au moins un embrayage est un
embrayage de commutation.
11. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la première
machine électrique peut être découplée de l'arbre d'entrée
de la boite de vitesses.
12. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la première
machine électrique peut être reliée alternativement au premier ou au second arbre d'entrée de la boîte de vitesses.
13. Boîte de vitesses selon la revendication 12, caractérisée en ce que la commutation entre les deux arbres d'entrée de la boîte de vitesses s'effectue à l'aide d'un actionneur électrique, hydraulique, pneumatique ou d'un
actionneur formé par la combinaison des précédents.
14. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 13, caractérisée en ce que l'arbre de
sortie de la boîte de vitesses est disposé sensiblement
coaxialement à l'arbre d'entraînement.
15. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 14, caractérisée en ce qu'au moins un
arbre d'entrée de la boîte de vitesses est disposé
sensiblement coaxialement à l'arbre d'entraînement.
16. Boîte de vitesses selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'un arbre d'entrée de la boîte de vitesses est disposé en tant qu'arbre creux autour de
l'autre arbre d'entrée de la boîte de vitesses.
17. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 16, caractérisée en ce que la première
machine électrique est disposée autour d'au moins un arbre de sortie de la boîte de vitesses et est relié selon une liaison motrice à l'un des arbres d'entrée de la boîte de
vitesses.
18. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 17, comportant deux arbres de sortie et
deux arbres d'entrée, caractérisée en ce qu'une partie des vitesses entre le premier arbre de sortie de la boîte de vitesses et respectivement l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses et l'autre partie des vitesses entre le second arbre de sortie de la boîte de vitesses et respectivement l'un des deux arbres d'entrée de la boite de vitesses peuvent être commutées et que la machine électrique peut être reliée selon une liaison motrice à au
moins l'un de ces arbres.
19. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 18, caractérisée en ce que les couples
de pignons, qui forment les différentes vitesses, sont disposés d'une manière alternée, en fonction de surmultiplications des étages de surmultiplication, sur les
deux arbres d'entrée de la boîte de vitesses.
20. Boîte de vitesses selon la revendication 19, caractérisée en ce que la boîte de vitesses comporte au moins quatre et de préférence six vitesses de marche avant séparées et facultativement une marche arrière, la vitesse présentant la surmultiplication la plus faible, la vitesse et la vitesse étant disposées sur un arbre d'entrée de la boîte de vitesses et les vitesses et la vitesse présentant la surmultiplication la plus grande étant disposées sur l'autre arbre d'entrée de la boîte de vitesses, tandis que la vitesse de marche arrière facultative est disposée sur
l'un des deux arbres d'entrée de la boîte de vitesses.
21. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 20, caractérisée en ce que les pignons
fous sont montés de préférence sur au moins un arbre de
sortie de la boîte de vitesses.
22. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 21, caractérisée en ce que le couplage
d'un pignon fou à l'arbre d'entrée correspondant de la boîte de vitesses ou à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses s'effectue d'une manière synchronisée par rapport à la différence entre les vitesses de rotation du pignon
fou et de l'arbre portant le pignon fou.
23. Boîte de vitesses selon la revendication 22, caractérisée en ce que la synchronisation s'effectue à
l'aide d'un dispositif de synchronisation.
24. Boîte de vitesses selon l'une ou l'autre des
revendications 22 et 23, caractérisée en ce que la
synchronisation s'effectue pendant le couplage d'au moins un pignon fou à l'arbre recevant le pignon fou, à l'aide de
la machine électrique.
25. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 24, caractérisée en ce que la première
machine électrique est montée sur une extrémité, située à l'opposé de l'unité d'entraînement, de l'arbre d'entrée de
la boîte de vitesses.
26. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 6 à 24, caractérisée en ce que la première
machine électrique est disposée autour de l'embrayage.
27. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 24, caractérisée en ce que la première
machine électrique est disposée, concernant un arbre du rotor, approximativement parallèlement à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, auquel il est relié selon une
liaison motrice.
28. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 27, caractérisée en ce qu'au moins une
unité auxiliaire est reliée selon une liaison motrice à la
première machine électrique.
29. Boîte de vitesses selon la revendication 28, caractérisée en ce que l'unité auxiliaire peut être découplée de la première machine électrique à l'aide d'un
embrayage de l'élément auxiliaire.
30. Boîte de vitesses selon la revendication 28 et/ou 29, caractérisée en ce que l'unité auxiliaire est reliée avec surmultiplication à la première machine électrique.
31. Boîte de vitesses selon la revendication 30,
caractérisée en ce que la surmultiplication est variable.
32. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 31, caractérisée en ce qu'un dispositif
d'amortissement d'oscillations de torsion agit dans le flux de force entre l'arbre d'entraînement et les arbres
d'entrée de la boîte de vitesses.
33. Boîte de vitesses selon la revendication 31, caractérisée en ce que le dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion est un volant d'inertie à deux masses.
34. Boîte de vitesses selon la revendication 32 et/ou 33, caractérisée en ce qu'au moins l'un des disques d'embrayage prévus dans les embrayages possède un amortisseur d'oscillations de torsion, formé d'au moins un étage.
35. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 34, caractérisée en ce que la liaison
entre l'arbre d'entraînement et au moins un arbre d'entrée
de la boîte de vitesses est démultipliée ou surmultipliée.
36. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 35, caractérisée en ce qu'au moins l'un
des embrayage et/ou une vitesse peut être activé
automatiquement en fonction d'une situation de conduite.
37. Boîte de vitesses selon la revendication 36, caractérisée en ce que la commutation du au moins un embrayage et de la au moins une vitesse s'effectue
respectivement à l'aide d'au moins un actionneur.
38. Boîte de vitesses selon la revendication 37, caractérisée en ce que l'actionneur est entraîné par voie électrique, hydraulique, pneumatique ou selon une
combinaison de tels moyens.
39. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 36 à 38, caractérisée en ce qu'au moins un
actionneur charge axialement respectivement une douille coulissante qui est prévue pour deux vitesses qui sont voisines sur l'un des deux arbres d'entrée de la boîte de vitesses, et qui, en fonction de sa position axiale, établit une liaison, solidaire en rotation, au moyen d'un embrayage de commutation, avec le pignon fou de l'une ou de l'autre vitesse ou est positionnée éventuellement dans une position neutre, dans laquelle les deux pignons fous peuvent tourner par rapport à l'arbre d'entrée de la boîte
de vitesses ou à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses.
40. Boîte de vitesses selon l'une des
revendications 11 à 39, caractérisée en ce que la machine
électrique peut être reliée à l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses, au moyen d'un embrayage de commutation prévu pour la commutation d'une vitesse individuelle.
41. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 40, caractérisée en ce que la machine
électrique, qui est reliée selon une liaison motrice à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, peut être reliée à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses au moyen d'un embrayage de commutation pour réaliser la commutation d'une vitesse, la transmission du couple s'effectuant par l'intermédiaire des pignons formant la surmultiplication de
la vitesse.
42. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 41, caractérisée en ce qu'une vitesse
sur le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et une vitesse sur l'autre arbre d'entrée de la boîte de vitesses peuvent être respectivement activée de telle sorte qu'un couple est transmis de la machine électrique, qui est associée selon une liaison motrice à ces vitesses, à l'arbre d'entraînement par l'intermédiaire de l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses, et que pendant ce temps, aucun couple n'est transmis des arbres d'entrée de
la boîte de vitesses au(x) pignon(s) d'entraînement.
43. Boîte de vitesses selon la revendication 42, caractérisée en ce que dans le cas d'une liaison des deux vitesses entre elles sans transmission de couple au(x) pignon(s) d'entraînement et dans le cas o l'embrayage est fermé dans le flux de force entre l'arbre d'entraînement du moteur à combustion interne et l'un des arbres d'entrée de la boite de vitesses, le moteur à combustion interne
démarre au moyen de la machine électrique.
44. Procédé pour faire fonctionner une boite de
vitesses selon l'une quelconque des revendications 1 à 43,
caractérisé par les étapes suivantes: - l'unité d'entraînement entraîne, au moins par instants, au moins l'un des deux arbres d'entrée de la boîte de vitesses; - la première machine électrique entraîne au moins par instants l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses; - la première machine électrique est entraînée au moins par instants par l'un des arbres d'entrée de la boîte de vitesses.
45. Procédé selon la revendication 44, caractérisé en ce qu'il présente les caractéristiques supplémentaires pour un démarrage de l'unité d'entraînement qui est prévue en tant que moteur à combustion interne équipé d'un arbre d'entraînement et de préférence non chaude en fonctionnement et qui peut être reliée respectivement à un arbre d'entrée de la boîte de vitesses à l'aide de deux embrayage: - les deux embrayage sont ouverts; - aucune vitesse n'est engagée entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, auquel est reliée selon une liaison motrice la première machine électrique, et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; - une vitesse est engagée de préférence avec une faible surmultiplication ou avec une faible démultiplication, entre le second arbre d'entrée de la boite de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; - la première machine électrique entraîne le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses; - l'embrayage présent dans le flux de force entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre d'entraînement est fermé une fois que la vitesse de rotation impulsionnelle, nécessaire pour un démarrage à froid, de la machine électrique est atteint; - après le démarrage de l'unité d'entraînement, l'embrayage situé dans le flux de force entre l'arbre d'entraînement et le second arbre d'entrée de la boîte
de vitesses est fermé et le véhicule démarre.
46. Procédé selon la revendication 44 et/ou 45, caractérisé en ce qu'il présente les caractéristiques supplémentaires pour un démarrage de l'unité d'entraînement prévue en tant que moteur à combustion interne équipé d'un arbre d'entraînement et de préférence chaude en fonctionnement et qui peut être reliée respectivement à un arbre d'entrée de la boîte de vitesses, à l'aide de deux embrayages: - aucune une vitesse est engagée entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, auquel la première machine électrique est reliée selon une liaison motrice, et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; - une vitesse est engagée, avec de préférence une faible surmultiplication ou avec une faible démultiplication, entre le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; - l'embrayage situé dans le flux de force entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre d'entraînement est fermé; - la première machine électrique est entraînée et l'unité d'entraînement démarre; - le véhicule démarre sous l'effet de la fermeture de l'embrayage présent dans le flux de force entre l'arbre d'entraînement et le second arbre d'entrée de la boite
de vitesses.
47. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 44 à 46, caractérisé en ce qu'il présente
les caractéristiques supplémentaires pour le fonctionnement de la première machine électrique en tant que générateur pour la production d'énergie électrique: - la première machine électrique est entraînée par l'unité d'entraînement ou, pour un mode de conduite tel qu'un mode à récupération, par le au moins un pignon d'entraînement; - lors de l'entraînement par l'unité d'entraînement, au choix l'un des deux embrayages situés dans le flux de force entre l'arbre d'entraînement et un arbre d'entrée de la boîte de vitesses est fermé; - lors de l'entraînement par le au moins un pignon
d'entraînement, les deux embrayages sont ouverts.
48. Procédé selon la revendication 47, caractérisé en ce que la machine électrique est couplée à l'unité d'entraînement en fonction de l'état de charge
d'accumulateurs d'énergie électrique.
49. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 44 à 48, caractérisé en ce qu'il comprend
les possibilités suivantes de transmission de flux de couple de l'unité d'entraînement à la première machine électrique dans le fonctionnement en générateur ou pendant une récupération: - le couple est transmis par l'arbre d'entraînement de l'unité d'entraînement, dans le flux de force entre le premier arbre d'entrée) de la transmission, de la boîte de vitesses, qui porte la machine électrique, et l'arbre d'entraînement, au premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et, à partir de là, à l'arbre du rotor de la machine électrique; - le couple est transmis à l'arbre d'entraînement de
l'unité d'entraînement par l'intermédiaire de l'embra-
yage fermé, dans le flux de force entre le second arbre d'entrée de la boite de vitesses sans machine électrique, par l'intermédiaire d'un couple de pignons, à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, et à partir de là par l'intermédiaire d'un couple de pignons au premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et, à partir de là, à l'arbre du rotor; - le couple est transmis par le au moins un pignon d'entraînement sur l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et, à partir de là, par l'intermédiaire d'un couple de pignons et au moyen du premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, à l'arbre du rotor de la
première machine électrique.
50. Procédé selon la revendication 49, caractérisé en ce que, pour une vitesse de rotation, la première machine électrique est entraînée de préférence grâce au choix d'un appariement correspondant de pignons entre l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, pour lequel elle atteint son point de fonctionnement optimum en rapport
avec son rendement.
51. Procédé selon la revendication 49 et/ou 50, caractérisé en ce que pendant la récupération, l'unité d'entraînement est découplée du premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses d'une manière retardée lors d'une commutation du mode de traction au mode de poussée par ouverture de l'embrayage entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre d'entraînement, de préférence au bout d'une durée supérieure à 0, 3 s après le
passage du mode de traction au mode de poussée.
52. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 44 à 51, caractérisé en ce que la première
machine électrique transmet en supplément ou à la place de l'unité d'entraînement un couple pour entraîner le véhicule automobile, à au moins une roue motrice, par l'intermédiaire d'un arbre d'entrée de la boîte de vitesses, d'un couple de pignons entre cet arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de
vitesses.
53. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 44 à 52, caractérisé en ce que pendant des
processus de commutation pour la synchronisation le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses est freiné ou accéléré, avec la première machine électrique pendant le flux de couple, par l'intermédiaire du second arbre d'entrée de la boîte de vitesses, par au moins une fermeture de brève durée de l'embrayage entre l'unité d'entraînement et le premier arbre d'entrée de la boîte de
vitesses.
54. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 44 à 53, caractérisé en ce que lors du
passage d'une vitesse à une vitesse devant être nouvellement engagée et qui a une surmultiplication plus faible du même arbre d'entrée de la boîte de vitesses, les étapes de commutation suivantes sont exécutées: régulation de l'unité d'entraînement sur une puissance accrue, de préférence la pleine charge; - fonctionnement avec patinage de l'embrayage situé dans le flux de force entre un premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, sur lequel sont disposées les vitesses devant être commutées, et l'arbre d'entraînement; - lorsque la vitesse de rotation synchrone est atteinte au niveau de l'embrayage entre l'arbre d'entraînement et un second arbre d'entrée de la boîte de vitesses, en ce qui concerne une vitesse, dont la surmultiplication se situe entre celle des vitesses à commuter sur le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, cet embrayage est entraîné avec glissement et le couple est transmis à au moins une roue motrice, par l'intermédiaire de l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, au moyen de la vitesse dont la surmultiplication se situe entre celles des vitesses sur le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses; - l'embrayage entre l'arbre d'entraînement et le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses est fermé; - lorsque la vitesse de rotation de synchronisme de la vitesse devant être nouvellement engagée sur un arbre d'entrée de la boîte de vitesses, la commutation est
effectuée sur cette vitesse.
55. Procédé selon la revendication 54, caractérisé en ce que dans le cas d'une commutation d'une vitesse sur une vitesse devant être nouvellement engagée et qui a une surmultiplication plus faible, du même arbre d'entrée de la boite de vitesses avec une machine électrique reliée à cet arbre, la machine électrique est activée pour la synchronisation lors de la synchronisation
sur la vitesse devant être nouvellement engagée.
56. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 44 à 55, caractérisé en ce que pour la
synchronisation d'au moins une vitesse devant être nouvellement engagée, de préférence la vitesse possédant la plus petite surmultiplication sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses avec la machine électrique reliée selon une liaison motrice, pendant l'accélération du véhicule automobile par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses sans machine électrique, la machine électrique freine l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses,
qui est reliée à cette machine électrique.
57. Procédé selon la revendication 56, caractérisé en ce que la machine électrique freine l'arbre d'entrée) de la boîte de vitesses sensiblement éventuellement en s'aidant de dispositifs supplémentaires de synchronisation, sur la vitesse de rotation de synchronisme de la vitesse devant être nouvellement engagée.
58. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 44 à 57, caractérisé par une machine
électrique pouvant être couplée à un arbre d'entrée de la boîte de vitesses au moyen d'un embrayage de commutation pour la vitesse présentant la surmultiplication maximale, avec les états de commutation suivants de l'embrayage de commutation: - le pignon fou du couple de pignons de la vitesse est monté de manière à pouvoir tourner sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, et la machine électrique est découplée de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses; - la machine électrique est couplée à l'arbre d'entrée) de la boîte de vitesses, et le pignon fou peut tourner par rapport à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses; - le pignon fou est relié d'une manière bloquée en rotation à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et la machine électrique est couplée à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses; - la machine électrique est reliée au pignon fou et le pignon fou peut tourner par rapport à l'arbre d'entrée
de la boîte de vitesses.
59. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 44 à 58, caractérisé par des étapes pour
faire fonctionner le véhicule automobile avec la première machine électrique, consistant en ce que d'une part au moins l'embrayage situé entre l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, à laquelle la machine électrique peut être couplée, et l'arbre d'entraînement est ouvert et que d'une part les embrayages de commutation de l'autre arbre d'entrée de la boite de vitesses sont situés dans la position neutre ou que d'autre part les deux embrayages sont ouverts, et que le couple de la machine électrique est transmis en fonction de la situation de conduite, au au moins un pignon d'entraînement, par l'intermédiaire d'un couple sélectionné de pignons, qui agit entre l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la
boîte de vitesses.
60. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 44 à 59, caractérisé par des étapes pour
assister l'unité d'entraînement pour faire fonctionner le véhicule automobile comportant la première machine électrique, selon lesquelles dans le cas d'un flux de force de l'arbre d'entraînement) à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, qui -peut être couplé à la première machine électrique, la première machine électrique agit directement sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et, dans le cas d'un flux de force par l'intermédiaire de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses sans machine électrique, l'embrayage situé entre l'arbre d'entraînement et l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses est ouvert avec la machine électrique et le couple introduit par la machine électrique est transmis à l'arbre de sortie de la boîte de vitesses par l'intermédiaire d'un couple de pignons
sélectionné en fonction de la situation de conduite.
61. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 44 à 60, caractérisé par un procédé de
démarrage notamment pour un moteur à combustion interne non chaud en fonctionnement, en liaison avec un manchon de commutation monté sur un arbre de sortie divisé de la boîte de vitesses et possédant trois fonctions de réglage, procédé selon lequel le manchon de commutation réalise au choix une commutation de l'une de deux vitesses, disposées sur des arbres d'entrée différents de la transmission, entre ces arbres et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses, relie entre eux les pignons fous de ces vitesses ou prend une position neutre sans fonction de liaison, avec au moins les étapes opératoires suivantes: - aucune vitesse n'est engagée entre le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, qui est relié selon une liaison active à la machine électrique, et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; - les pignons fous des vitesses sont reliés entre eux au moyen du manchon de commutation; - l'embrayage situédans le flux de force entre le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre d'entraînement est fermé; - la machine électrique est entraînée et on fait démarrer l'unité d'entraînement; - l'embrayage situé entre l'unité d'entraînement et le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses est ouvert; - le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses est freiné pour être amené à une vitesse de rotation négligeable, par exemple à l'aide de la machine électrique; - le manchon de commutation avec les trois fonctions de réglage est amené dans la position neutre; une vitesse possédant une faible surmultiplication est activée entre l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et l'arbre de sortie de la boîte de vitesses; et - sous l'effet de la fermeture de l'embrayage dans le flux de force, entre l'arbre d'entraînement et le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses, le véhicule démarre.
62. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 44 à 61 pour faire démarrer le moteur à
combustion interne non chaud en fonctionnement, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes opératoires suivantes: - l'embrayage se situe dans le flux de force entre l'arbre d'entrée de la boite de vitesses, auquel est reliée la machine électrique, et l'arbre d'entraînement est ouvert; aucune vitesse n'est engagée; - l'embrayage situé dans le flux de force entre l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses sans le moteur électrique et l'arbre d'entraînement est fermé; - respectivement un pignon fou d'une vitesse de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses comportant la machine électrique et un pignon fou d'une-vitesse de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses sans la machine électrique sont reliés entre eux selon une liaison motrice; - la machine électrique est alimentée en courant et fait démarrer le moteur à combustion interne par l'intermédiaire du trajet de force comprenant le rotor, l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses comportant la machine électrique, le couple de pignons de la vitesse sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et comportant la machine électrique, le couple de pignons de la vitesse située sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses ne comporte pas la machine électrique, l'embrayage situé entre l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses ne comportant pas la machine électrique et
l'arbre d'entraînement.
63. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 44 à 62, caractérisé en ce que pendant un
processus de commutation faisant passer d'une première vitesse sur un premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, qui est reliée selon une liaison motrice à une machine électrique, sur une seconde vitesse ayant une surmultiplication plus élevée que la première vitesse, sur un second arbre d'entrée de la boîte de vitesses par l'intermédiaire de l'embrayage situé entre l'arbre d'entraînement et le premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses ainsi qu'un couple est transmis à la machine électrique jusqu'à ce que l'arbre d'entraînement possède approximativement la vitesse de rotation pour le
fonctionnement sans à-coup pour la deuxième vitesse.
64. Boîte de vitesses notamment pour un véhicule automobile comportant une multiplicité d'arbres, comme par exemple un premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses, comportant au moins un élément, et un second arbre d'entrée de la boîte de vitesses, comportant un élément et au moins un arbre de sortie de la boîte de vitesses, caractérisée par la combinaison des caractéristiques suivantes: a) entre l'arbre de sortie de la boîte de vitesses et les arbres d'entrée d'entrée de la boîte de vitesses sont disposés une multiplicité d'ensembles de roues, qui forment différents étages de surmultiplication et qui sont formés par un pignon de vitesse qui est relié de façon fixe à un arbre, et un pignon fou, qui peut être relié à un arbre, des étages de surmultiplication étant engagés par le fait qu'un pignon fou est relié à l'arbre qui le porte, b) au moins un arbre d'entrée de la boîte de vitesses peut être relié au moins par instants à l'aide d'un embrayage à un vilebrequin d'un moteur à combustion interne; c) l'arbre de sortie de la boîte de vitesses peut être relié à au moins une roue motrice; d) au moins un étage de surmultiplication peut être activé automatiquement à l'aide d'au moins un actionneur; e) au moins un arbre d'entrée de la boîte de vitesses est synchronisé, lors de la commutation entre les étages de surmultiplication associés à cet arbre d'entrée de la boîte de vitesses, au moyen d'un seul dispositif de synchronisation prévu sur un dernier ensemble de pignons disposé sur cet arbre d'entrée de la boîte de vitesses, ce dernier ensemble de pignons ayant une surmultiplication par rapport aux autres étages de surmultiplication de cet arbre d'entrée de la boîte de vitesses pour l'obtention de la vitesse de rotation maximale au niveau de l'arbre de sortie de la boite de vitesses.
65. Boîte de vitesses selon la revendication 64, caractérisée en ce qu'au moins le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses est relié selon une liaison motrice à
une machine électrique.
66. Boîte de vitesses selon la revendication 65, caractérisée en ce qu'aucun dispositif de synchronisation n'est prévu sur le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses et que lors d'une commutation entre deux étages de surmultiplication disposés sur le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses, la machine électrique synchronise le second arbre d'entrée de la boîte de vitesses sur l'arbre
de sortie de la boîte de vitesses.
67. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 64 à 66, caractérisée en ce que les étages
de surmultiplication sont engagés par le fait qu'un pignon fou respectif est relié à l'arbre qui le porte, au moyen d'un élément de sortie final, qui fait partie d'un mécanisme de sortie final, qui est actionné par un mécanisme d'actionnement final, et que la séquence de commutation des étages de surmultiplication n'est pas fixée
dans le mécanisme d'actionnement final.
68. Boîte de. vitesses selon la revendication 67, dans laquelle le mécanisme d'actionnement final comprend au moins un élément d'actionnement principal, tel qu'un doigt de commutation, qui coopère avec les mécanismes de sortie finals de telle sorte qu'un étage de surmultiplication peut être activé et qu'au moins un élément d'actionnement principal peut coopérer avec un autre mécanisme de sortie final sans qu'il faille désengager l'étage de surmultiplication engagé auparavant, caractérisé en ce que le mécanisme d'actionnement final comprend au moins un
élément d'actionnement auxiliaire.
69. Boîte de vitesses selon la revendication 68, caractérisée en ce que le au moins un élément d'actionnement principal coopère avec un mécanisme de sortie final et que le au moins un élément d'actionnement auxiliaire coopère avec.àu moins un autre mécanisme de
sortie final.
70. Boîte de vitesses selon la revendication 69, caractérisée en ce que lors d'un actionnement d'un mécanisme de sortie final pour l'engagement d'un étage de surmultiplication à l'aide d'au moins un élément d'actionnement principal, simultanément le au moins un autre mécanisme de sortie final est actionné à l'aide d'au moins un élément d'actionnement auxiliaire pour désengager
les étages de surmultiplication qui y sont associés.
71. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 67 à 70, caractérisée en ce qu'un seul étage
de surmultiplication d'un arbre d'entrée respectif de la
boîte de vitesses peut être engagé à un instant donné.
72. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 68 à 71, caractérisée en ce que pour la
synchronisation du au moins un premier arbre d'entrée de la boîte de vitesses sur l'arbre de sortie de la boîte de vitesses pendant un changement d'étage de surmultiplication, le dispositif de synchronisation sur le dernier jeu de pignons est actionné à l'aide d'un élément d'actionnement principal, et que lors du même mouvement de rotation d'un arbre de commutation associé au mécanisme d'actionnement final, la vitesse engagée est désenclenchée
au moyen d'un élément d'actionnement auxiliaire.
73. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 68 à 72, caractérisée en ce que les mécanis-
mes de sortie finals comprennent des éléments de liaison, tels que des fourches de commutation, qui possèdent une première zone fonctionnelle pour l'engagement d'un élément d'actionnement principal et une seconde zone fonctionnelle
pour l'engagement d'un élément d'actionnement auxiliaire.
74. Boîte de vitesses selon la revendication 73,
caractérisée en ce que le au moins un élément d'actionne-
ment auxiliaire est monté sur un arbre de commutation qui, lors de son actionnement, peut tourner autour de son axe longitudinal, et que la seconde zone fonctionnelle est agencée de telle sorte que dans le cas d'une rotation de l'arbre de commutation, une force peut être transmise par un élément d'actionnement secondaire à la seconde zone fonctionnelle dans le sens du désenclenchement de l'étage de surmultiplication associé, force qui est égale ou supérieure à la force nécessaire pour le désenclenchement
de cet étage de surmultiplication.
75. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 68 à 74, caractérisée en ce qu'au moins un
élément d'actionnement auxiliaire peut être relié de façon
active à au moins deux secondes zones fonctionnelles.
76. Boite de vitesses selon la revendication 75, caractérisée en ce que le au moins un élément d'actionnement secondaire possède une largeur particulièrement grande dans la direction de l'axe de
l'arbre de commutation.
77. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 1 à 76, caractérisée en ce que le au moins
un élément d'actionnement auxiliaire et les secondes zones fonctionnelles coopèrent entre eux de telle sorte qu'un désenclenchement d'un étage de surmultiplication lors d'une rotation de l'arbre de commutation s'effectue
indépendamment du sens de rotation de cet arbre.
78. Boîte de vitesses selon la revendication 77,
caractérisée en ce que le au moins un élément d'actionne-
ment auxiliaire et les secondes zones fonctionnelles sont
agencés selon une disposition symétrique.
79. Boîte de vitesses selon la revendication 77,
caractérisée en ce que le au moins un élément d'actionne-
ment auxiliaire possède deux parties d'extrémité en forme de cames et que les secondes zones fonctionnelles possèdent
des évidements qui leur correspondent.
80. Boîte de vitesses selon la revendication 77, caractérisée en ce que les secondes zones fonctionnelles possèdent deux parties d'extrémité en forme de cames et qu'au moins un élément d'actionnement auxiliaire comporte
des évidements qui leur correspondent.
81. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 77 à 80, caractérisé en ce que la
transmission de force entre l'élément d'actionnement auxiliaire et la seconde zone fonctionnelle s'effectue par l'intermédiaire de la pointe des parties d'extrémité en
forme de cames.
82. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des
revendications 77 à 80, caractérisée en ce que la
transmission de force s'effectue entre l'élément d'action-
* nement secondaire et la seconde zone fonctionnelle au moyen des surfaces latérales des parties d'extrémité en forme de cames.
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