FR2993949A1

FR2993949A1 - Dispositif electro-hydraulique de commande d'embrayage pour boite de vitesses automatisee

Info

Publication number: FR2993949A1
Application number: FR1257202A
Authority: FR
Inventors: Michel Raoul; Jean-Michel Teixeira
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2014-01-31
Anticipated expiration: 2032-07-25
Also published as: FR2993949B1

Abstract

Dispositif électro-hydraulique (1) de commande d'embrayage pour boîte de vitesses robotisée, comprenant un moteur électrique (10) et un convertisseur mécanique (20) d'entraînement d'un vérin émetteur de pression hydraulique en direction d'un récepteur hydraulique de manoeuvre de butée d'embrayage, caractérisé en ce que le convertisseur mécanique (20) assure la réduction du mouvement de rotation du moteur (10) et sa transformation en poussée axiale sur un piston de commande (50b) du vérin émetteur.

Description

- 1 - DISPOSITIF ELECTRO-HYDRAULIQUE DE COMMANDE D'EMBRAYAGE POUR BOITE DE VITESSES AUTOMATISEE La présente invention concerne un dispositif de 5 commande d'embrayage électro hydraulique pour boîtes de vitesses mécaniques de véhicule automobile. Elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif électro-hydraulique de commande d'embrayage pour boîte de vitesses robotisée, comprenant un moteur électrique et un 10 convertisseur mécanique d'entraînement d'un vérin émetteur de pression hydraulique en direction d'un récepteur hydraulique de manoeuvre de butée d'embrayage. Par la publication FR 2 777 328, on connaît un dispositif de manoeuvre pour un embrayage. Le dispositif 15 comprend une butée de débrayage montée sur une pièce support qui doit être prévue sur le coté de la boîte de vitesses et sur laquelle un élément rotatif de manoeuvre est déplaçable axialement et porte la butée de débrayage. Un mécanisme à rampes de déplacement axial de l'élément de manoeuvre est 20 prévu entre ce dernier et la pièce support. Les trois rampes à 120° sont portées directement par la pièce de support et par l'élément de manoeuvre. Les corps roulants (billes) sont intercalés entre ces deux pièces. L'application d'un tel dispositif à la manoeuvre d'un embrayage, par le conducteur, 25 ou par une machine électrique, est limitée, en raison des caractéristiques mêmes de l'embrayage. En effet les embrayages mono-disques secs à diaphragme universellement utilisés dans les groupes motopropulseurs, qui sont commandés à l'ouverture et à la fermeture par une 30 butée de débrayage, donnent une position fluctuante à neuf et en cours d'usage des becs du diaphragme sur lesquels s'appuie la butée. Cette fluctuation de position provient d'une part des dispersions de fabrication du mécanisme, et d'autre part de l'usure de la friction au cours de temps. Au 35 global la rampe du mécanisme de conversion des mouvements doit permettre à la butée d'atteindre toutes les positions - 2 - extrêmes. On sait aussi que la résistance du mécanisme à l'ouverture est variable dans le temps, en fonction de l'usure de la friction. L'effort de débrayage en forme de bosse augmente avec l'usure de la friction.

En définitive, le glissement des positions embrayée et débrayée oblige à retenir un angle d'hélice constant sur la rampe. Par ailleurs, le guidage nécessitant trois corps roulants, l'angle de rotation utilisable pour la manoeuvre de débrayage est limité. Finalement l'angle d'hélice a une valeur élevée. Dans l'application motorisée illustrée par la publication WO 03/085279, le mécanisme intermédiaire entre le moteur et la butée de débrayage est constitué d'un câble d'une vis et d'un écrou. Ce mécanisme de vissage, multiplicateur d'effort à ratio constant, couvre toute la plage demandée par la butée, des dispersions et d'usure. Ce type d'actionnement, et fait office de rattrapage basé sur un dispositif vis- écrou, est irréversible. Son rendement mécanique est faible.

Cela signifie que l'embrayage reste bloqué sur son état en cas de panne de l'actionneur, ce qui peut poser un problème de sécurité. De plus, le moteur électrique doit être plus puissant. Tout en conservant le principe de conversion de mouvement par une rampe, l'invention propose d'améliorer la performance globale de l'actionneur. Pour cela, il est proposé d'agencer la rampe dans l'actionneur, et non plus associée à la butée. Conformément à l'invention, le convertisseur 30 mécanique assure la réduction du mouvement de rotation du moteur et sa transformation en poussée axiale sur un piston de commande du vérin émetteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la transformation du mouvement de rotation du moteur en poussée 35 axiale sur le piston est assurée par le déplacement de -3 - galets entraînés par le moteur, sur des rampes inclinées d'un élément immobilisé en rotation et solidaire du piston. De préférence, la pente des rampes évolue de manière adaptée sur leur longueur pour répondre à la résistance 5 particulière, en forme de bosse, des becs de diaphragme du mécanisme d'embrayage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, 10 en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble en coupe de l'actionneur d'embrayage en position embrayée, - la figure 2 est une vue éclatée de l'actionneur d'embrayage en position embrayée, 15 - la figure 3 est une vue de la rampe déroulée à plat, - la courbe de la figure 4 montre la relation entre la valeur de la pente et la rotation des galets, - la courbe de la figure 5 montre la relation entre la valeur de la poussée du vérin et la rotation des galets, 20 et - la figure 6 est une vue d'ensemble en coupe de l'actionneur d'embrayage en position débrayée. L'actionneur 1, illustré par les figures, est composé essentiellement d'un moteur électrique 10 et d'un 25 convertisseur mécanique 20. La référence 11 désigne l'axe de sortie, ou axe moteur. Le moteur dispose d'un connecteur électrique 12. Le convertisseur mécanique 20 est contenu dans un carter 21 sensiblement cylindrique, et fermé par un couvercle 30. 30 Une chambre de vérin émetteur 31 est ouverte sur un conduit 32 la reliant à un vérin récepteur (non représenté), tel qu'un module de commande d'embrayage. L'orifice de gavage 33 permet de mettre en communication la chambre 31 avec un conduit de gavage 34 relié à un bocal de gavage (non 35 représenté), lorsque le vérin 31 est complètement repoussé par le ressort dans une position embrayage fermé. - 4 - Le corps de l'actionneur 20 renferme un train réducteur épicycloïdal 40, comprenant une couronne 41, des satellites 42, et un pignon planétaire constitué par la denture de l'axe moteur 11. A l'opposé, la couronne prend appui sur une butée à aiguilles 46. La couronne porte des excroissances 41a, disposées par paires qui sont percées transversalement pour accueillir chacune un axe 44, porteur d'un galet 45. Le mouvement de rotation de la couronne de sortie du train 40 qui porte les galets 45 agit sur un élément de sortie 50, présentant des rampes circulaires 50a (mises en évidence sur la figure 3) et un piston 50b. Les références 50d, 50c, 50e, des figures 1 et 3 désignent respectivement des extensions radiales du piston, des excroissances de celles-ci, et la surface des rampes 50a.

L'étanchéité de la chambre 31 est assurée par un joint 51, et celle du circuit de gavage par un autre joint 52. Le ressort 53 assure le retour du piston 50b au repos. Sa position est détectée par un capteur de position sans contact 61, à aimant 60.

Le fonctionnement de l'actionneur électro-hydraulique 1, composé d'un moteur 10 et d'un convertisseur mécanique 20 est le suivant. Le mouvement et la puissance du moteur électrique, alimenté par son connecteur 12, sont transmis au convertisseur mécanique 20 par l'intermédiaire de son axe 11, dont la denture 43 constitue le pignon planétaire du train épicycloïdal 40. Le mouvement sort du train par la couronne 41 entraînant les galets 45. Ces derniers coopèrent avec les rampes 50a portées par l'élément de sortie de mouvement 50, dont la partie cylindrique 50b constitue le piston d'un émetteur hydraulique. Avec le cylindre femelle correspondant dans le couvercle 30, le piston 50b délimite la chambre émettrice 31, dont l'étanchéité est assurée par le joint 51. Dans la position haute de la figure 1, la chambre émettrice 31 a son volume maximal. Elle est en communication avec le bocal de remplissage (non représenté) par l'orifice de gavage 33, et le conduit d'alimentation ou de gavage 34. - 5 - Un second joint 52 est nécessaire pour assurer l'étanchéité vis-à-vis du remplissage quand le piston est dans sa position basse illustrée par la figure 6. L'élément de sortie de mouvement 50 se déplace en translation lors de la vidange et du remplissage de la chambre 31. Les excroissances 50c, réparties sur la périphérie des extensions radiales 50d de l'élément 50 coopèrent avec les évidements 21a du corps d'actionneur 20, et empêchent la rotation de l'élément 50.

La rotation des galets 45, sur la surface 50e des rampes 50a des extensions 50d de l'élément de sortie 50 qui sont bloquées en rotation dans le carter 21 par leurs excroissances 50c, assure le déplacement axial de l'élément de sortie qui fait varier le volume de la chambre 31.

L'élément de sortie de mouvement 50 est ramené en position repos par le ressort 53, de manière à remettre en communication la chambre 31 et son orifice de gavage 33. L'actionneur 1 possède un dispositif de lecture de position axiale du piston 50b, composé d'un aimant 60 20 embarqué sur l'élément de sortie de mouvement 50, dont la position absolue est lue par un capteur approprié 61. Ce dispositif permet un pilotage fin de la butée d'embrayage et des manoeuvres d'accostage de la friction. La transformation du couple fourni par le moteur 25 à la couronne 41 du train 40, en effort tangentiel sur la rampe au niveau du galet 45, et en déplacement axial du piston 50b, dépend de la pente de la rampe. En suivant le profil 50e de la rampe, le galet réalise une course verticale C mise en évidence sur la figure 3, qui devient 30 celle du piston 50b. Le déroulé à plat des rampes 50a, (sur lesquelles le même galet 45 est montré dans ses deux positions extrêmes), montre qu'elles ne sont pas rectilignes. La variation de la pente a est illustrée de façon non limitative par la figure 4 qui montre l'évolution de la 35 valeur de sa tangente au point d'appui du galet tga, en fonction de l'angle de rotation a de la couronne 41 porteuse - 6 - de galets 45, par rapport à sa position de repos (embrayage fermé) de la figure 1. Cette pente n'est pas constante, mais elle évolue de manière adaptée pour répondre à la résistance particulière, en forme de bosse, des becs de diaphragme du mécanisme d'embrayage. Cette configuration particulière de la rampe 50a, illustrée par les figures 3 et 4, se traduit par une courbe d'effort spécifique sur la butée d'embrayage, qui passe par un maximum avant de décroître. L'allure de cette courbe est illustrée par la figure 5, sur laquelle on trouve en abscisses l'angle a de rotation de la couronne 41 du train épicycloïdal 40, et en ordonnées, la valeur de la poussée axiale P exercée sur le piston 54 du vérin émetteur. Cette courbe d'effort est obtenue avec une rampe particulière dont la pente est évolutive, conformément à la représentation de la figure 4 Sur la figure 6, l'ensemble de l'actionneur est représenté en coupe dans la position débrayée. Le piston 50 a quasiment vidé la chambre émettrice 31, l'orifice de gavage est isolé de la chambre 31 par le joint 51 et de l'extérieur par le second joint 52.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif électro-hydraulique (1) de commande d'embrayage pour boîte de vitesses robotisée, comprenant un 5 moteur électrique (10) et un convertisseur mécanique (20) d'entraînement d'un vérin émetteur de pression hydraulique en direction d'un récepteur hydraulique de manoeuvre de butée d'embrayage, caractérisé en ce que le convertisseur mécanique (20) assure la réduction du mouvement de rotation 10 du moteur (10) et sa transformation en poussée axiale sur un piston de commande (50b) du vérin émetteur.
2. Dispositif électro-hydraulique de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la transformation du mouvement de rotation du moteur (10) en poussée axiale 15 sur le piston (50b) est assurée par le déplacement de galets (45) entraînés par le moteur (10), sur des rampes inclinées (50a) d'un élément (50) immobilisé en rotation et solidaire du piston (50b).
3. Dispositif électro-hydraulique de commande selon 20 la revendication 2, caractérisé en ce que la pente des rampes (50a) évolue de manière adaptée sur leur longueur pour répondre à la résistance particulière, en forme de bosse, des becs de diaphragme du mécanisme d'embrayage.
4. Dispositif électro-hydraulique de commande selon 25 la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'élément (50) présente des extensions radiales (50d) bloquées dans le carter (21) du convertisseur (20) pour empêcher la rotation de l'élément (50).
5. Dispositif électro-hydraulique de commande selon 30 la revendication 2 3 ou 4, caractérisé en ce que les rampes appartiennent à un élément de sortie de mouvement (50) du convertisseur mécanique (20), dont la partie cylindrique (50b) constitue le piston (50b) de l'émetteur hydraulique.
6. Dispositif électro-hydraulique de commande selon 35 l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les- 8 - galets (45) sont entraînés par un élément de sortie (41) d'un réducteur mécanique (40) de mouvement de rotation.
7. Dispositif électro-hydraulique de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 5 la réduction de mouvement du moteur (10) transmis aux galets (45) est assurée par un train épicycloïdal (40).
8. Dispositif électro-hydraulique de commande selon la revendication 7, caractérisé en ce que le train (40) comporte un planétaire d'entrée constitué par la denture de 10 l'axe de sortie (11) du moteur (10).
9. Dispositif électro-hydraulique de commande selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que les galets (45) sont entraînés par la couronne (41) du train épicycloïdal (40). 15
10. Dispositif électro-hydraulique de commande selon l'une des revendication 6 à 9, caractérisé en ce que les galets tournent sur des axes (44) supportés dans des paliers (41a) de la couronne (41).