Boîte de vitesses munie d'au moins un organe de couplage et procédés de changement de rapport sous couple associés [1]. L'invention concerne une boîte de vitesses munie d'au moins un organe de couplage et des procédés de changement de rapport sous couple associés. L'invention a notamment pour but d'améliorer le ressenti des changements de rapport de vitesse en évitant les ruptures de couple. [2]. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des boîtes de vitesses manuelles pilotées (BVMP) utilisées entre un dispositif de propulsion, tel qu'un moteur io thermique ou une machine électrique, et un organe à entraîner, tel que des roues d'un véhicule automobile. [3]. Les véhicules automobiles connus comportent une chaîne de traction formée par un dispositif de propulsion (comportant un moteur thermique et/ou une machine électrique), un embrayage, et une boîte de 15 vitesses qui entraîne les roues. L'embrayage est relié d'une part au dispositif de propulsion et d'autre part à la boîte de vitesses, elle-même reliée aux roues du véhicule. [4]. Plus précisément, la boîte de vitesses comporte un arbre primaire relié à l'embrayage et un arbre secondaire relié aux roues du véhicule, ces 20 deux arbres étant reliés angulairement entre eux par l'intermédiaire d'engrenages formant les rapports de vitesse. [5]. Chaque engrenage comporte une roue liée en rotation à un des arbres et un pignon fou monté sur l'autre arbre. Des manchons de crabotage sont utilisés pour lier sélectivement les pignons fous à l'arbre sur lequel ils 25 sont montés afin d'assurer un changement de rapport. [6]. A cet effet, le manchon est lié en rotation à son arbre mais est mobile axialement pour permettre l'accrochage avec le pignon fou. On parle de crabotage lorsque le manchon entre en coopération avec un pignon fou de sorte qu'un rapport de vitesse est engagé, et de décrabotage lorsque le 30 manchon se dégage du pignon fou de sorte que le rapport est désengagé. [7]. La boîte est en outre équipée de synchroniseurs associés à chaque rapport de vitesse qui assurent, généralement par frottement, la synchronisation des pignons à engrener à des vitesses de rotation identiques avant de réaliser le crabotage. Ces synchroniseurs sont généralement intégrés aux manchons de crabotage. [8]. Les boîtes de vitesses à crabots classiques présentent l'inconvénient de générer une rupture de couple pendant le changement de rapport. La durée de la rupture de couple est liée aux étapes de coupure des gaz, débrayage, passage de vitesse, embrayage et remise des gaz, mais io aussi au temps de synchronisation. [9]. L'invention se propose notamment de résoudre ce problème de rupture de couple. [10]. A cette fin, la boîte de vitesses selon l'invention comprend un organe de couplage associé au rapport de vitesse le plus élevé ayant pour 15 fonction de transmettre l'ensemble ou une partie du couple moteur lors des changements de rapports. En variante, cet organe de couplage peut être associé à un rapport dédié supérieur au rapport maximal de la boîte de vitesses susceptible d'être engagé. Le rapport dédié est alors uniquement utilisé par l'organe de couplage pour la transmission de couple lors d'un 20 changement de rapport. [11]. La boîte de vitesses comporte également des manchons de crabotage associables à chacun des pignons fous des rapports de vitesse comportant chacun un synchroniseur pour assurer la synchronisation dudit manchon de crabotage avec le pignon fou auquel il est associé, et des 25 moyens de crabotage pour coopérer avec ledit pignon fou. Ce synchroniseur et ces moyens de crabotage sont de type classique et bien connus dans les boîtes de vitesses manuelles. [12]. Ainsi, pour effectuer un changement de rapport, on utilise un organe de couplage installé sur un rapport supérieur au rapport à engager 30 permettant de transmettre du couple aux roues, et le synchroniseur associé au rapport à engager de manière à assurer la synchronisation définitive du régime à une vitesse de glissement nulle entre le manchon et le pignon fou du rapport à craboter avant de permettre le crabotage du rapport. [013]. Une fois la synchronisation réalisée, le nouveau rapport est engagé et l'organe de couplage est relâché. [014]. Le pilotage en couple transmis de l'organe de couplage est simple puisque celui-ci assure la fonction de transmission de couple à la roue pendant le changement de rapport, mais pas la fonction de synchronisation précise de l'arbre primaire avec le rapport final, cette fonction étant assurée par le synchroniseur du rapport à engager. io [015]. En outre, un deuxième synchroniseur peut être associé à un rapport intermédiaire autre que la première et la marche arrière, afin d'optimiser la transmission de couple lors des changements de rapport. [016]. L'invention concerne donc une boîte de vitesses de type manuelle pilotée comportant : 15 - un arbre primaire destiné à être relié à un dispositif de propulsion, et au moins un arbre secondaire destiné à être relié aux roues du véhicule, ces deux arbres étant liés angulairement entre eux par des engrenages formant les rapports de vitesse, - ces engrenages comportant chacun une roue solidaire en rotation d'un des 20 arbres et un pignon fou monté sur l'autre arbre qui engrènent entre eux, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre : - des manchons de crabotage associés à chaque pignon fou, ces manchons de crabotage comportant chacun un synchroniseur pour assurer la synchronisation de l'arbre primaire avec le pignon fou auquel il est associé, 25 et des moyens de crabotage pour être lié en rotation avec le pignon fou auquel il est associé, et - un premier organe de couplage dépourvu de moyen de crabotage associé au rapport de vitesse le plus élevé ou à un rapport de vitesse supérieur au rapport de vitesse maximal susceptible d'être engagé, ce premier organe de 30 couplage étant destiné à assurer une transmission de couple lors d'un changement de rapport de vitesse. [17]. Selon une réalisation, elle comporte un deuxième organe de couplage associé à un rapport de vitesse intermédiaire autre que la première et la marche arrière. [18]. Selon une réalisation, elle comporte une roue libre montée entre le pignon du rapport intermédiaire et le deuxième organe de couplage qui lui est associé, de sorte que le couple du deuxième organe de couplage du rapport intermédiaire n'est transmis au pignon d'un rapport à engager uniquement lorsque la vitesse du pignon du rapport de vitesse intermédiaire est inférieure à celle de l'arbre primaire. io [019]. Selon une réalisation, les pignons fous sont rassemblés par paires avec un seul manchon de crabotage par paire, le manchon de crabotage d'une paire engageant l'un des deux pignons fous de la paire par déplacement dans une direction et l'autre pignon fou par déplacement dans l'autre direction. 15 [020]. Selon une réalisation, elle comporte six rapports, le premier organe de couplage étant associé au rapport de sixième et le deuxième organe de couplage étant associé au rapport de troisième. [21]. Selon une réalisation, les organes de couplage sont positionnés entre le pignon fou du rapport maximal et le pignon fou du rapport 20 intermédiaire montés sur un même arbre, de sorte que chacun de ces pignons présente d'un côté un manchon de crabotage et de l'autre un organe de couplage. [22]. Selon une réalisation, les organes de couplage sont intégrés à l'intérieur d'un seul organe de couplage double. 25 [023]. Selon une réalisation, le ou les organes de couplage utilisés sont des synchroniseurs de grande capacité énergétique, ou des embrayages de type multidisques humides, multicônes, ou des embrayages secs dépourvus de moyen de crabotage. [024]. L'invention concerne en outre un procédé de changement de 30 rapport sous couple moteur d'un rapport initial N vers un rapport final N+1 mettant en oeuvre la boîte de vitesses selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - on actionne l'organe de couplage associé à un rapport supérieur au rapport à engager de manière à réduire progressivement le couple transmis par le rapport initial N tout en transmettant un couple aux roues, - on dégage le rapport initial N lorsque le couple transmis via le rapport initial N est très faible voire nul, - on actionne le synchroniseur du rapport à engager de manière à assurer la synchronisation entre l'arbre primaire et le pignon fou du rapport à engager io N+1, -une fois la synchronisation réalisée, on engage le rapport final N+1, et on relâche l'organe de synchronisation. [025]. L'invention concerne également un procédé de changement de rapport de vitesse descendant avec couple positif pour passer d'un rapport 15 initial N à un rapport final N-1, ce procédé mettant en oeuvre la boîte de vitesses selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - on actionne le ou les organes de couplage de manière à réduire progressivement le couple transmis par le rapport initial N tout en 20 transmettant un couple aux roues, - on dégage le rapport initial N lorsque le couple transmis via le rapport initial N est très faible voire nul, - on accélère le dispositif de propulsion, et on relâche l'organe de couplage de manière à accélérer le régime de l'arbre primaire jusqu'à ce que ledit 25 arbre primaire atteigne sensiblement le régime du rapport final N-1 à engager, - on actionne le synchroniseur du rapport à engager de manière à assurer la synchronisation entre l'arbre primaire et le pignon fou du rapport à engager N-1 30 - une fois la synchronisation réalisée, on engage le rapport final N-1, et on relâche l'organe de synchronisation. [026]. Selon une mise en oeuvre, avant d'effectuer le changement de rapport de vitesse, on ouvre l'embrayage de manière à le mettre à la limite du couple fourni par le dispositif de propulsion. [27]. L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'une boîte de vitesses selon l'invention. [28]. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen de la Figure 1, l'unique figure qui l'accompagne. [029]. Cette Figure 1, qui n'est donnée qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention, montre une représentation schématique d'une chaîne de traction comportant une boîte de vitesses à 6 rapports selon l'invention munie d'organes de couplage sur deux de ses rapports de vitesse. [030]. Plus précisément, la Figure 1 montre une chaîne 1 de traction d'un io véhicule automobile formée par un moteur 2 thermique, un embrayage 3, une boîte 4 de vitesses délimitée par une ligne fermée discontinue, et des axes de sortie d'un différentiel 6 vers les roues 5. L'embrayage 3 est relié d'une part au moteur 2 thermique et d'autre part à la boîte 4 de vitesses. Le différentiel 6 assure la liaison entre la sortie de la boîte 4 et les roues 5. 15 [031]. En variante, la chaîne 1 de traction est complétée par une machine électrique (non représentée) positionnée sur l'arbre d'entrée de la boîte 4 de vitesses entre l'embrayage 3 et la boîte 4 de vitesses. [032]. Plus précisément, la boîte 4 de vitesses comporte un arbre 7 primaire relié à l'embrayage 3 et un arbre 8 secondaire relié aux roues 5. 20 [033]. Ces deux arbres 7 et 8 sont reliés angulairement entre eux par l'intermédiaire d'engrenages formant les rapports de vitesse 1 à 6 entourés sur la figure. Les rapports de première, et de deuxième sont formés respectivement chacun par une roue 10-11 liée à l'arbre 7 primaire et un pignon fou 12-13 lié à l'arbre 8 secondaire. Tandis que les rapports de 25 troisième, quatrième, cinquième et sixième sont formés respectivement chacun par une roue 15-18 liée à l'arbre 8 secondaire et un pignon fou 19-22 lié à l'arbre 7 primaire. [034]. Ces rapports de vitesse sont rassemblés par paire avec un seul manchon de crabotage double 25-27 par paire. Ainsi le manchon 25 monté 30 sur l'arbre 8 secondaire est positionné entre les rapports de première et de deuxième. Tandis que les manchons 26 et 27 montés sur l'arbre 7 primaire sont respectivement positionnés entre les rapports de troisième et quatrième, et entre les rapports de cinquième et de sixième. [035]. Chaque manchon 25-27 est lié en rotation sur l'arbre sur lequel il est monté et mobile axialement suivant l'axe de cet arbre. Chaque manchon 25-27 comporte des moyens de crabotage classiques pour engager l'un des deux pignons fous entre lesquels il se situe par déplacement dans une direction et l'autre pignon par déplacement dans l'autre direction. Selon une réalisation, chaque manchon 25-27 comporte une couronne de crabots destinés à coopérer avec des crabots associés aux pignons fous. io [036]. L'invention peut être mise en oeuvre avec des manchons 25-27 de crabotage munis de crabots bi-étages ou de crabots auto-éjecteurs montés sur tous les rapports. [37]. Par ailleurs, chaque manchon 25-27 de crabotage comporte deux synchroniseurs classiques pour assurer la synchronisation de l'arbre primaire 15 avec l'un des deux pignons fous positionnés de part et d'autre du manchon par déplacement dans une direction et l'autre pignon par déplacement dans une direction opposée. Cette synchronisation est effectuée avant le crabotage du pignon du rapport cible. [38]. En variante, les manchons 25-27 de crabotage sont simples et 20 associés chacun à un seul pignon fou. Chaque manchon 25-27 comporte alors un seul moyen de crabotage pour craboter le pignon auquel il est associé et un seul synchroniseur pour synchroniser l'arbre primaire avec le pignon auquel il est associé, de sorte que la boîte 4 de vitesses comporte six manchons de crabotage distincts. 25 [039]. En outre, un premier organe de couplage 29 est associé au rapport le plus élevé, ici le rapport de sixième. Tandis qu'un deuxième organe 30 de couplage est associé au rapport de troisième. Ces organes de couplage 29, 30 ont pour rôle d'éviter les ruptures de couple lors des changements de rapport. A cet effet, chacun de ces organes 29, 30 est apte à assurer par 30 frottement une liaison mécanique entre l'arbre sur lequel il est monté et le pignon fou auquel il est associé, de manière à transmettre du couple aux roues pendant le changement de rapport. [040]. Les organes 29, 30 utilisés peuvent être par exemple des synchroniseurs de grande capacité énergétique, mais aussi des embrayages de type multi-disques ou multi-cônes, ou des embrayages secs, dépourvus de moyen de crabotage. [041]. Ces organes de couplage 29, 30 sont positionnés entre le pignon fou 22 du rapport de sixième et le pignon fou 19 du rapport de troisième, de sorte que chacun de ces pignons présente d'un côté un manchon de crabotage et de l'autre un synchroniseur. Ainsi, le pignon fou 22 présente d'un côté le manchon 27 et de l'autre l'organe 29. Tandis que le pignon fou io 19 présente d'un coté le manchon 26 et de l'autre l'organe 30. [42]. Ces organes 29, 30 sont intégrés dans un seul synchroniseur double 31. Lorsque ce synchroniseur double 31 est déplacé dans la direction 37, l'organe 30 entre en frottement contre le pignon 19 du rapport de troisième, tandis que l'organe 29 s'éloigne du pignon 22 du rapport de 15 sixième. Lorsque l'organe 31 est déplacé dans la direction 38, le synchroniseur 29 entre en frottement contre le pignon 22, tandis que le synchroniseur 30 s'éloigne du pignon 19. [43]. En variante, les synchroniseurs 29, 30 sont actionnables séparément. Un tel mode de réalisation permet d'actionner les deux organes 20 en même temps afin de transmettre un maximum de couple aux roues. [44]. La boîte de vitesses 4 comporte en outre un ensemble de pignons 32 montés sur un arbre 33 qui assure l'engagement de la marche arrière (MA) en inversant le sens de rotation des roues 5. [45]. En variante, la boîte de vitesses 4 comporte plus ou moins de six 25 rapports et le synchroniseur 30 est associé à un rapport inférieur ou supérieur au rapport de troisième. [46]. En variante, le deuxième synchroniseur 30 est supprimé, la boîte ne comportant qu'un seul synchroniseur 29. [47]. Lors d'un changement de rapport montant sous couple moteur 30 d'un rapport initial N vers un rapport final N+1, on met en en oeuvre les étapes décrites ci-après. [48]. Dans une première étape, le manchon associé au rapport initial N et le manchon associé au rapport final N+1 à engrener étant respectivement craboté et décraboté, l'embrayage 3 est ouvert de manière à être à la limite du couple fourni par le moteur 2 thermique (l'embrayage 3 est en glissement). En variante, il serait également possible de conserver l'embrayage 3 fermé lors du changement de rapport. [49]. Dans une deuxième étape, le ou les organes de couplage 29, 30 sont progressivement actionnés de façon à diminuer la vitesse de l'arbre primaire 7 et à transmettre un couple de dérivation aux roues 5. io [050]. Lorsque le couple transmis par le rapport initial est très faible voire nul, on désengage le rapport initial N. [51]. Dans une troisième étape, lorsque l'arbre 7 primaire atteint un régime proche de celui du pignon du rapport final N+1 à engager, par exemple une vitesse comprise entre 70 et 95% du régime du rapport final, on 15 active le manchon de crabotage qui lui est associé qui va terminer la synchronisation de l'arbre primaire avec le rapport final N+1 au moyen de son synchroniseur puis engager ledit rapport final N+1 par crabotage. [52]. Dans une quatrième étape, le couple transmis par le ou les organes 29, 30 de couplage est réduit progressivement, de sorte que tout le 20 couple est transmis progressivement aux roues 5 par le rapport final. [53]. Dans une cinquième étape, l'embrayage 3 est fermé progressivement. [54]. Lors des changements de rapport montants effectués dans la plage comprise entre le rapport de première et le rapport intermédiaire 25 associé au deuxième organe de couplage, on transmet du couple aux roues soit via le deuxième organe de couplage seul, soit via le premier et le deuxième organe de couplage. Dans l'exemple de la boîte 4 de vitesses à six rapports, lors des changements de rapport du type 1-2, 2-3 ou 1-3, on transmet du couple aux roues soit via l'organe 30, soit via les organes de 30 couplage 29 et 30. [55]. Tandis que lors des changements de rapport montants effectués dans la plage comprise entre le rapport associé au deuxième organe de couplage et le rapport maximal, on transmet du couple aux roues uniquement via le premier organe de couplage. Dans l'exemple de la boîte 4 s à six rapports, lors des changements de rapport 3-4, 3-5, 3-6, 4-5, 4-6 et 5-6, on transmet du couple aux roues uniquement via l'organe 29 de couplage. [56]. Lors des changements de rapport montants avec saut du rapport intermédiaire associé au deuxième organe de couplage, soit le premier organe de couplage est utilisé seul, soit le deuxième organe de couplage est io utilisé jusqu'à ce que la vitesse équivalente du rapport intermédiaire soit atteinte puis le premier organe de couplage est alors utilisé, soit les deux organes de couplage sont utilisés. [57]. Dans l'exemple de la boîte 4 à six rapports, pour des changements du type 2-4 ou 1-4, soit l'organe de couplage 29 est utilisé seul, soit l'organe 15 de couplage 30 est utilisé jusqu'à ce que la vitesse équivalente du rapport de troisième est atteinte puis l'organe de couplage 29 est alors utilisé, soit les deux organes 29, 30 de couplage sont utilisés. [58]. De préférence, une roue libre est installée entre le pignon du rapport intermédiaire et le deuxième organe de couplage qui lui est associé, 20 de sorte que le couple du deuxième organe de couplage n'est transmis au pignon que lorsque la vitesse du pignon du rapport intermédiaire est inférieure à celle de l'arbre primaire. Dans l'exemple de la boîte 4, la roue libre est implantée entre le pignon 19 et l'organe de couplage 30. [59]. Toutefois, même sans roue libre, il serait possible d'utiliser 25 simultanément les organes de couplage du rapport intermédiaire 30 et du rapport maximal 29 pour passer du couple aux roues. Dans ce cas, l'organe de couplage 29 du rapport maximal est de préférence dimensionné pour transmettre plus de couple aux roues que l'organe 30 de couplage du rapport intermédiaire. 30 [060]. Pour effectuer un changement de rapport de vitesse descendant avec couple positif (phase de tirage) pour passer d'un rapport initial N à un rapport final N-1, on met en oeuvre les étapes ci-après. Par couple positif, on entend un couple participant à la traction du véhicule. [61]. Dans une première étape, le manchon associé au rapport initial N et le manchon associé au rapport final N-1 à engrener étant respectivement craboté et décraboté, on ouvre l'embrayage 3 de manière à le mettre à la limite du couple fourni par le moteur 2 thermique. En variante, on conserve l'embrayage 3 en position fermée. [62]. Dans une deuxième étape, on actionne le ou les organes de couplage 29, 30 de manière à réduire progressivement le couple transmis io par le rapport initial N. [63]. Dans une troisième étape, on dégage le rapport initial N lorsque le couple transmis via le rapport initial N est très faible voire nul. [64]. Dans une quatrième étape, on accélère le moteur 2 thermique, de sorte que l'arbre primaire 7 est pris d'un côté par l'embrayage 3 qui a 15 tendance à faire augmenter son régime et d'un autre côté par l'organe de couplage 29, 30 qui a tendance à faire diminuer son régime. De préférence, on relâche alors l'organe de couplage 29, 30 de manière à accélérer le régime de l'arbre 7 primaire jusqu'à ce que ledit arbre primaire 7 atteigne sensiblement le régime du rapport final N-1 à engager. 20 [065]. Lorsque l'arbre 7 primaire atteint un régime proche de celui du pignon du rapport final N-1 à engager, par exemple une vitesse comprise entre 70 et 95% du régime du rapport final, on actionne alors le synchroniseur du rapport final qui va terminer la synchronisation de l'arbre primaire 7 avec le pignon fou du rapport final N-1 à engager. 25 [066]. On engage ensuite le rapport final N-1, et on relâche complètement l'organe de couplage 29, 30. [067]. Lors des changements de rapport descendants effectués dans la plage comprise entre le rapport maximal et le rapport intermédiaire associé au deuxième organe de couplage, seul le premier organe de couple est 30 utilisé pour transmettre du couple aux roues. Ainsi dans l'exemple de la boîte à 6 rapports, pour des changements de rapport 6-5, 5-4, 4-3, 6-4, 6-3 et 5-3, seul le premier organe 29 de couplage est utilisé. [068]. Lors des changements de rapports descendants effectués dans la plage comprise entre le rapport intermédiaire associé au deuxième organe de couplage et le rapport de première, l'organe de couplage du rapport intermédiaire peut être utilisé seul ou avec l'organe de couplage du rapport maximal. Ainsi, dans l'exemple de la boîte à six rapports, pour des changements de rapport 3-2, 3-1 et 2-1, le deuxième organe de couplage peut être utilisé seul ou avec le premier organe de couplage. io [069]. Lors des changements de rapport descendants effectués avec saut du rapport intermédiaire, soit on utilise les deux organes de couplage et une roue libre qui déconnecte l'organe de couplage du rapport intermédiaire lorsque la vitesse de l'arbre primaire devient supérieure à la vitesse correspondant à ce rapport, soit on utilise uniquement l'organe de couplage 15 du rapport maximal, soit on utilise l'organe de couplage du rapport maximal puis l'organe de couplage du rapport intermédiaire. [070]. Dans l'exemple de la boîte à six rapports, lors les changements de rapport montants avec saut du rapport de troisième du type 4-2, 4-1, 5-2, 5-1, 6-2, 6-1, soit on utilise les deux organes de couplage 29, 30 avec 20 enclenchement automatique de la roue libre du deuxième organe de couplage 30 lorsque le régime de l'arbre primaire est inférieur au régime de troisième, soit on n'utilise que le premier organe 29 de couplage soit on utilise le premier organe 29 de couplage puis le deuxième organe 30 de couplage. 25 [071]. Il est bien évident que dans la mesure du possible, les deux synchroniseurs 29, 30 sont utilisés en même temps afin de combler le plus possible les ruptures du couple transmis à la roue lors du changement de rapport de vitesse.