FR3055837A3 - Groupe de transmission pour vehicule a moteur - Google Patents

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Abstract

Groupe de transmission (1) pour véhicule à moteur, comprenant : un moteur électrique de traction (4) relié à un arbre primaire (5) ; au moins un arbre secondaire (7) ; des moyens de transmission (9) reliant les arbres primaire (5) et secondaire (7) et comprenant : un premier organe de transmission monté libre sur l'arbre secondaire (7) et relié à l'arbre primaire (5) pour transmettre le mouvement avec un premier rapport ; un second organe de transmission monté libre sur l'arbre secondaire (7) et relié à l'arbre primaire (5) pour transmettre le mouvement avec un second rapport ; un organe d'embrayage monté sur l'arbre secondaire (7) et déplaçable par des moyens d'actionnement entre une première position d'accouplement, où l'organe d'embrayage est engagé au premier organe (14), et une seconde position d'accouplement, où l'organe d'embrayage est engagé au second organe.

Description

GROUPE DE TRANSMISSION POUR VÉHICUUE À MOTEUR DESCRIPTION Domaine d’application
La présente invention concerne un groupe de transmission pour véhicule à moteur.
Le groupe de transmission dont il s’agit est destiné à être avantageusement employé dans des véhicules à moteur, en particulier des véhicules à propulsion électrique ou hybride. Par exemple, l’invention en objet peut être employée dans des véhicules tels que les automobiles, les véhicules tout terrain, les véhicules pour le transport routier (camions, semi-remorques), etc.
Le groupe de transmission en objet est avantageusement destiné à transformer un couple d’entrée, fourni par le moteur de traction électrique, en un couple de sortie à fournir au différentiel du véhicule selon certains rapports de transformation, normalement en mesure de réduire la vitesse de traction et de multiplier le couple produit. L’invention se situe donc dans le domaine de la production de véhicules à moteur et en particulier dans le domaine de l’industrie automobile. État de la technique
Les véhicules à propulsion électrique ou hybride, où l’avancement du véhicule est intégralement ou en partie commandé par un moteur électrique de traction, sont depuis longtemps présents sur le marché. Généralement, l’arbre de sortie du moteur électrique de traction est relié, via un groupe de transmission, à un différentiel relié aux roues motrices du véhicule pour transmettre à ces dernières la puissance motrice générée par le moteur électrique de traction.
Plus précisément, le groupe de transmission est relié en entrée, par le biais de son arbre primaire, à l’arbre de sortie du moteur électrique de traction, et il est relié en sortie, par le biais de son arbre secondaire, au différentiel.
Le groupe de transmission est destiné à transformer le couple moteur fourni par le moteur électrique de traction en un couple de sortie à fournir au différentiel selon un rapport de transformation donné. Normalement, le rapport de transmission est un rapport de réduction de sorte que, par rapport à la vitesse de rotation et au couple moteur du moteur électrique de traction, l’arbre secondaire présente une vitesse réduite et produit un couple majeur par rapport audit moteur électrique de traction.
En général, les véhicules électriques présentent des groupes de transmission à une vitesse, qui sont donc en mesure de déterminer un seul rapport de transmission entre le moteur électrique de traction et le différentiel. Toutefois, dans les différentes conditions de marche et de vitesse du véhicule, ces groupes de transmission à une seule vitesse ne sont pas en mesure de fournir aux roues motrices un couple approprié tout en garantissant un régime de fonctionnement approprié du moteur électrique de traction.
Afin de remédier, du moins en partie, à cet inconvénient, on a introduit sur le marché des véhicules électriques avec des groupes de transmission à deux vitesses à embrayage sélectif pour varier le rapport de transmission entre le moteur électrique de traction et le différentiel en fonction des conditions de marche du véhicule.
Ces derniers groupes de transmission de type connu à deux vitesses comprennent un ou plusieurs embrayages destinés à désengager le rapport de première vitesse et à engager le rapport de deuxième vitesse de manière continue, et vice-versa.
Certains exemples de véhicules électriques ou hybrides équipés de groupes de transmission à plusieurs vitesses du type indiqué ci-dessus sont décrits dans les brevets WO 2008/092353 et US 6,740,002. L’emploi de groupes de transmission avec des embrayages pour l’engagement et le désengagement des vitesses s’est toutefois révélé dans la pratique non sans inconvénients.
En particulier, l’emploi d’un ou de plusieurs embrayages rend le groupe de transmission complexe et coûteux en termes de construction, mais aussi relativement encombrant et lourd.
De plus, les embrayages sont sujets à l’usure et nécessitent des opérations d’entretien pour garantir le fonctionnement correct du véhicule.
Présentation de l’invention
Dans cette situation, le problème de base de la présente invention est donc de remédier aux inconvénients manifestés par les solutions de type connu susmentionnées, en mettant à disposition un groupe de transmission pour véhicule à moteur qui soit simple du point de vue de la construction et économique à réaliser.
Le but de la présente invention est atteint grâce à un groupe de transmission pour véhicule à moteur, dont le groupe de transmission comprend : un moteur électrique de traction, un arbre primaire relié au moteur électrique de traction pour être mis en rotation par le moteur électrique de traction, au moins un arbre secondaire destiné à être mécaniquement relié à un différentiel, des moyens de transmission qui relient l’arbre primaire à l’arbre secondaire pour transmettre le mouvement de l’arbre primaire à l’arbre secondaire. Les moyens de transmission comprennent : un premier organe de transmission monté libre sur l’arbre secondaire, muni d’une première face d’engagement et mécaniquement relié à l’arbre primaire pour transmettre le mouvement avec un premier rapport de transmission ; un second organe de transmission monté libre sur l’arbre secondaire, muni d’une seconde face d’engagement et mécaniquement relié à l’arbre primaire pour transmettre le mouvement avec un second rapport de transmission ; un organe d’embrayage monté par coulissement sur l’arbre secondaire et rotativement solidaire à l’arbre secondaire ; des moyens d’actionnement mécaniquement reliés à l’organe d’embrayage et destinés à actionner l’organe d’embrayage pour le faire coulisser le long de l’arbre secondaire entre une première position d’accouplement, où l’organe d’embrayage est mécaniquement engagé à la première face d’engagement du premier organe de transmission pour transmettre le mouvement de l’arbre primaire à l’arbre secondaire avec le premier rapport de transmission, et une seconde position d’accouplement, où l’organe d’embrayage est mécaniquement engagé à la seconde face d’engagement du second organe de transmission pour transmettre le mouvement de l’arbre primaire à l’arbre secondaire avec le second rapport de transmission.
Un autre but de la présente invention est de mettre à disposition un groupe de transmission pour véhicule à moteur tout à fait fiable du point de vue opérationnel. Conformément à ce dernier but et selon une caractéristique particulière de l’invention, le premier organe de transmission comprend une première roue dentée et le second organe de transmission comprend une seconde roue dentée ; de plus, les moyens de transmission comprennent un premier pignon coaxialement fixé à l’arbre primaire et engrené avec la première roue dentée avec le premier rapport de transmission, et un second pignon coaxialement fixé à l’arbre primaire et engrené avec la seconde roue dentée avec le second rapport de transmission.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, les moyens d’actionnement comprennent une came rotative et un galet de came engagé dans la came rotative, relié à l’organe d’embrayage et actionnable depuis la came rotative pour déplacer l’organe d’embrayage entre la première position d’accouplement et la seconde position d’accouplement.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, la came rotative comprend un tambour rotatif muni d’une surface extérieure sur laquelle est réalisée au moins une piste façonnée dans laquelle est engagé par coulissement le galet de came.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, le galet de came est mécaniquement fixé à l’organe d’embrayage selon une direction de déplacement parallèle à l’arbre secondaire, et l’organe d’embrayage est rotativement lié de manière libre au galet de came ; de plus l’organe d’embrayage est muni d’une rainure annulaire se développant autour de l’arbre secondaire, et le galet de came est muni d’une portion d’engagement insérée dans la rainure annulaire.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, les moyens d’actionnement comprennent un actionneur électrique mécaniquement relié à la came rotative et actionnable afin de mettre en rotation ladite came rotative.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, l’actionneur électrique comprend un arbre de sortie actionnable pour tourner autour de son axe de révolution et qui est mécaniquement relié à la came rotative afin de mettre en rotation ladite came rotative.
Un autre but de la présente invention est de mettre à disposition un groupe de transmission pour véhicule à moteur qui soit applicable de manière efficace à une vaste gamme de véhicules.
Un autre but de la présente invention est de mettre à disposition un groupe de transmission pour véhicule à moteur qui présente un poids et un encombrement réduits. Conformément à ces derniers buts et selon une caractéristique particulière de l’invention, l’organe d’embrayage est disposé entre la première face d’engagement du premier organe de transmission et la seconde face d’engagement du second organe de transmission.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, la première face d’engagement du premier organe de transmission est munie de premières dents d’engagement, et la seconde face d’engagement du second organe de transmission est munie de secondes dents d’engagement ; de plus, l’organe d’embrayage est muni d’une première face d’embrayage munie de premières dents d’embrayage destinées, avec l’organe d’embrayage dans la première position d’accouplement, à s’engrener avec les premières dents d’engagement du premier organe de transmission, et d’une seconde face d’embrayage dotée de secondes dents d’embrayage destinées, avec l’organe d’embrayage dans la seconde position d’accouplement, à s’engrener avec les secondes dents d’engagement du second organe de transmission.
Un autre but de la présente invention est de mettre à disposition un groupe de transmission pour véhicule à moteur tout à fait efficace du point de vue opérationnel, et en particulier en mesure de permettre un mode de passage de vitesse automatisé sans perception d’interruption du couple moteur.
Conformément à ce dernier but et selon une caractéristique particulière de l’invention, le groupe de transmission comprend une unité de contrôle opérationnellement reliée au moteur électrique de traction et prévue pour commander, avec l’organe d’embrayage dans la première position d’accouplement ou dans la seconde position d’accouplement, au moteur électrique de traction de transmettre à l’arbre primaire un couple moteur essentiellement nul à une première vitesse déterminée de rotation de l’arbre primaire ; de plus, avec le couple moteur essentiellement nul, les moyens d’actionnement sont prévus pour déplacer l’organe d’embrayage entre la première position d’accouplement et la seconde position d’accouplement à travers au moins une position de point mort où l’organe d’embrayage est séparé du premier organe de transmission et du second organe de transmission.
Selon une autre caractéristique particulière de l’invention, avec l’organe d’embrayage disposé dans la position de point mort, l’unité de contrôle est prévue pour commander au moteur électrique de traction d’actionner l’arbre primaire pour tourner à une deuxième vitesse de rotation proportionnelle à la première vitesse de rotation selon un coefficient de proportionnalité qui dépend du premier rapport de transmission et du second rapport de transmission.
Brève description des dessins
Les caractéristiques techniques de l’invention, selon les buts indiqués ci-dessus, peuvent être clairement constatées dans le contenu des revendications reportées ci-après et les avantages de ladite invention seront encore plus évidents dans la description détaillée suivante, faite en référence aux dessins ci-joints, qui en représentent une forme de réalisation possible, fournie à simple titre d'exemple et non limitative, où : - la figure 1 montre une vue en perspective du groupe de transmission objet de la présente invention ; - la figure 2 montre le groupe de transmission illustré dans la figure 1 dans laquelle le carter de rétention a été enlevé pour mieux mettre en évidence les composants internes dudit groupe de transmission ; - la figure 3 montre une autre vue en perspective du groupe de transmission illustré dans la figure 2 ; - la figure 4 montre une vue latérale du groupe de transmission illustré dans la figure 2 ; - la figure 5 montre un détail du groupe de transmission en objet relatif à un arbre primaire, à un arbre secondaire et aux moyens de transmission correspondants ; - la figure 6 montre une vue en perspective de l’arbre secondaire du groupe de transmission illustré dans la figure 5 ; - la figure 7 montre une vue latérale de l’arbre secondaire illustré dans la figure 6 ; - la figure 8 montre un détail du groupe de transmission en objet relatif à une came rotative des moyens de transmission.
Description détaillée d’un exemple de réalisation préférée En référence aux dessins ci-joints, un groupe de transmission pour véhicule à moteur, objet de la présente invention a été indiqué dans sa vue d’ensemble par 1.
Par le terme véhicule, on entendra indiquer par la suite tout moyen doté de roues, susceptible de rouler sur route pour le transport de personnes ou de choses, comme une automobile, un fourgon, un camion ou des véhicules similaires.
En particulier le groupe de transmission 1 dont il s'agit est destiné à être avantageusement employé dans des véhicules à moteur, en particulier des véhicules à propulsion électrique ou hybride.
Le groupe de transmission 1 en objet est avantageusement destiné à transformer un couple moteur fourni par un moteur électrique de traction en un couple de sortie à fournir à un différentiel du véhicule selon certains rapports de transformation, en particulier des rapports de réduction.
En référence à la forme de réalisation illustrée dans les figures ci-jointes, le groupe de transmission 1 comprend avantageusement un carter de rétention 2 obtenu préférablement avec plusieurs coques métalliques 2’ fixées les unes aux autres par exemple au moyen de vis de connexion 3.
Selon la présente invention, le groupe de transmission 1 comprend un moteur électrique de traction 4 muni avantageusement d’un arbre de sortie (non illustré dans les figures ci-jointes) au moyen duquel il développe un couple moteur pour la mise en mouvement du véhicule.
En particulier, le moteur électrique de traction 4 est de type à courant alternatif et il est préférablement fixé au carter de rétention 2 du groupe de transmission 1.
En référence aux figures 2-4, le groupe de transmission 1 comprend en outre un arbre primaire 5 relié au moteur électrique de traction 4 afin d’être actionné par ce dernier pour tourner par exemple à une vitesse de rotation allant jusqu’à 12 000 tours/minute environ.
En particulier, l’arbre primaire 5 se développe selon son premier axe X et il est avantageusement relié à l’arbre de sortie du moteur électrique de traction 4 pour être mis en rotation autour dudit premier axe X et pour recevoir ledit couple moteur. Avantageusement, l’arbre primaire 5 est disposé à l’intérieur du carter de rétention 2 et il est rotativement soutenu par ce dernier, en particulier au moyen de premiers roulements 6.
Le groupe de transmission 1 comprend au moins un arbre secondaire 7, qui est destiné à être relié à un différentiel 8 mécaniquement relié aux roues motrices du véhicule, et il est destiné à transmettre audit différentiel 8 un couple de sortie donné pour actionner les roues motrices.
Le groupe de transmission 1 en objet comprend également des moyens de transmission 9 qui relient l’arbre primaire 5 à l’arbre secondaire 7 pour transmettre le mouvement de rotation de l’arbre primaire à l’arbre secondaire avec un rapport de transmission sélectionné, de manière à transformer le couple moteur (fourni par le moteur électrique de traction 4 à l’arbre primaire 5) dans le couple de sortie transmis de l’arbre secondaire 7 au différentiel 8.
En particulier, ledit rapport de transmission entre l’arbre primaire 5 et l’arbre secondaire 7 est un rapport de réduction de manière à ce que, par rapport à la vitesse de rotation et au couple moteur produits par le moteur électrique de traction 4 sur l’arbre primaire 5, l’arbre secondaire 7 présente respectivement une vitesse de rotation réduite et produise un couple de sortie supérieur par rapport au moteur électrique de traction 4. Conformément à la forme de réalisation illustrée dans les figures ci-jointes, l’arbre primaire 5, l’arbre secondaire 7, les moyens de transmission 9 (et préférablement le différentiel 8) sont logés dans le carter de rétention 2 du groupe de transmission 1. Avantageusement, l’arbre secondaire 7 se développe selon son second axe Y préférablement parallèle au premier axe X de l’arbre primaire 5. L’arbre secondaire 7 est susceptible d’être mis en rotation autour de son second axe Y par les moyens de transmission 9, qui sont à leur tour actionnés par l’arbre primaire 5. Avantageusement, l’arbre secondaire 7 est logé dans le carter de rétention 2 et il est rotativement soutenu par ce dernier, en particulier au moyen de seconds roulements 10. Préférablement, l’arbre secondaire 7 est destiné à être relié au différentiel 8 au moyen d’un engrenage de transmission 11 comprenant par exemple un pignon de transmission 12 coaxialement fixé à l’arbre secondaire 7 et une roue dentée de transmission 13 du différentiel 8 engrenée avec ledit pignon de transmission 12.
Selon la présente invention, les moyens de transmission 9 entre l’arbre primaire 5 et l’arbre secondaire 7 comprennent un premier organe de transmission 14, qui est monté libre sur l’arbre secondaire 7 et mécaniquement relié à l’arbre primaire 5 pour transmettre le mouvement à l’arbre secondaire 7 avec un premier rapport de transmission RI correspondant par exemple à une première vitesse d'avancement du véhicule.
De plus, les moyens de transmission 9 comprennent un second organe de transmission 15, qui est monté libre sur l’arbre secondaire 7 et mécaniquement relié à l’arbre primaire 5 pour transmettre le mouvement à l’arbre secondaire 7 avec un second rapport de transmission R2 correspondant par exemple à une deuxième vitesse d’avancement du véhicule.
En particulier, en référence aux figures 6 et 7, le premier organe de transmission 14 est muni d’une première face d’engagement 16 ayant préférablement des premières dents d’engagement 17, et le second organe de transmission 15 est muni d’une seconde face d’engagement 18 ayant préférablement des secondes dents d’engagement 19. Avantageusement, le groupe de transmission 1 est muni de plusieurs arbres secondaires 7, chacun étant muni d’un premier et second organe de transmission 14 et 15 correspondants, afin de fournir plus de deux vitesses d'avancement pour le véhicule. Conformément à la forme de réalisation illustrée dans les figures ci-jointes, le groupe de transmission 1 est muni de deux arbres secondaires 7, sur chacun desquels sont montés deux organes de transmission 14, 15 correspondants, avec des rapports de transmission correspondants.
Par exemple, l’un des arbres secondaires 7 est destiné à faire avancer le véhicule selon une première vitesse et une deuxième vitesse, et l’autre des arbres secondaires 7 est destiné à faire avancer le véhicule selon une troisième vitesse et une quatrième vitesse. Selon la présente invention, les moyens de transmission 9 comprennent en outre un organe d’embrayage 20, préférablement à dents frontales, monté par coulissement sur l’arbre secondaire 7 et rotativement solidaire à ce dernier, de manière à ce que l’organe d’embrayage 20 soit fixé pour tourner solidairement à l’arbre secondaire 7 tout en coulissant le long de ce dernier.
Les moyens de transmission 9 comprennent des moyens d’actionnement 21 mécaniquement reliés à l’organe d’embrayage 20 et destinés à actionner ce dernier pour qu’il puisse coulisser le long de l’arbre secondaire 7 entre une première position d’accouplement et une seconde position d’accouplement. Plus précisément, dans la première position d’accouplement l’organe d’embrayage 20 est mécaniquement engagé dans la première face d’engagement 16 du premier organe de transmission 14 pour transmettre le mouvement de l’arbre primaire 5 à l’arbre secondaire 7 avec ledit premier rapport de transmission RI (par exemple pour faire avancer le véhicule à la première vitesse). Dans la seconde position d’accouplement, l’organe d’embrayage 20 est mécaniquement engagé dans la seconde face d’engagement 18 du second organe de transmission 15 pour transmettre le mouvement de l’arbre primaire 5 à l’arbre secondaire 7 avec ledit second rapport de transmission R2 (par exemple pour faire avancer le véhicule à la deuxième vitesse).
Avantageusement, en référence à la forme de réalisation illustrée dans les figures ci-jointes, le premier organe de transmission 14 comprend une première roue dentée 14’ et le second organe de transmission 15 comprend une seconde roue dentée 15’, lesdites première et seconde roues dentées 14’, 15’ sont montées de manière libre sur l’arbre secondaire 7 coaxialement au second axe Y de ce dernier, en particulier au moyen de troisièmes et quatrièmes roulements.
Préférablement, les moyens de transmission 9 comprennent un premier pignon 42 coaxialement fixé à l’arbre primaire 5 et engrené avec la première roue dentée 14’ de manière à former avec cette dernière un premier engrenage ayant ledit premier rapport de transmission RI.
De plus, les moyens de transmission 9 comprennent un second pignon 43 coaxialement fixé à l’arbre primaire 5 et engrené avec la seconde roue dentée 15’ de manière à former avec cette dernière un second engrenage ayant ledit second rapport de transmission R2. Dans les figures ci-jointes, pour une plus grande simplicité d’exposition, les roues dentées et les pignons sont représentés sans reporter les dentures radiales correspondantes.
Avantageusement, en référence à la forme de réalisation illustrée dans les figures ci-jointes, l’organe d’embrayage 20 est disposé entre la première face d’engagement 16 du premier organe de transmission 14 et la seconde face d’engagement 18 du second organe de transmission 15 et il est actionnable par les moyens d’actionnement 21 pour pouvoir se déplacer dans des sens opposés le long de l’arbre secondaire 7 pour s’engager dans l’un ou l’autre des organes de transmission 14, 15.
Préférablement, l’organe d’embrayage 20 est muni d’une première face d’embrayage 22 dotée de premières dents d’embrayage 23 destinées à s’engrener avec les premières dents d’engagement 17 du premier organe de transmission 14 quand l’organe d’embrayage 20 est dans la première position d’accouplement, de manière à ce que l’organe d’embrayage 20 (qui est rotativement solidaire à l’arbre secondaire 7) retienne le premier organe de transmission 14 solidaire à l’arbre secondaire 7, permettant la transmission du mouvement de l’arbre primaire 5 à l’arbre secondaire 7 avec ledit premier rapport de transmission RI.
De plus, l’organe d’embrayage 20 est muni d’une seconde face d’embrayage 24 dotée de secondes dents d’embrayage 25 destinées à s’engrener avec les secondes dents d’engagement 19 du second organe de transmission 15 quand l’organe d’embrayage 20 est dans sa seconde position d’accouplement, de manière à ce que l’organe d’embrayage 20 retienne le second organe de transmission 15 solidaire à l’arbre secondaire 7 permettant la transmission du mouvement de l’arbre primaire 5 à l’arbre secondaire 7 avec ledit second rapport de transmission R2.
Avantageusement, l’organe d’embrayage 20 a une forme essentiellement annulaire et il est muni d’un canal passant qui se développe entre la première face d’embrayage 22 et la seconde face d’embrayage 24 dudit organe d’embrayage 20. Dans le canal passant est inséré par coulissement l’arbre secondaire 7 de manière à ce que ce dernier soutienne l’organe d’embrayage 20 et permette son déplacement le long dudit arbre secondaire 7. Préférablement, l’organe d’embrayage 20 est muni de moyens anti-rotation destinés à engager l’organe d’embrayage 20 à tourner avec l’arbre secondaire 7 tout en permettant le coulissement de l’organe d’embrayage 20 le long de l’arbre secondaire 7. Par exemple, lesdits moyens anti-rotation comprennent une ou plusieurs goupilles radiales fixées (en particulier dans un corps unique) à l’organe d’embrayage 20, qui se développent en saillie dans le canal passant de ce dernier et insérées par coulissement dans des rainures longitudinales correspondantes réalisées sur l’arbre secondaire 7 et parallèles au second axe Y de ce dernier.
En particulier, l’organe d’embrayage 20 est muni d’une face périmétrique intérieure qui délimite le canal passant dans lequel est inséré l’arbre secondaire 7, et d'une face périmétrique extérieure 44 qui est préférablement engagée par les moyens d’actionnement 21 pour déplacer l’organe d’embrayage 20 le long de l’arbre secondaire 7, comme décrit de manière plus détaillée par la suite.
Avantageusement, les moyens d’actionnement 21 comprennent une came rotative 26, et un galet de came 27 qui est engagé dans la came rotative 26, est relié à l’organe d’embrayage 20 et il est actionnable par ladite came rotative 26 pour déplacer l’organe d’embrayage 20 entre la première position d’accouplement et la seconde position d’accouplement.
En particulier, la came rotative 26 est actionnable pour tourner autour d’un axe de rotation Z parallèle au premier axe X de l’arbre primaire 5 et elle est préférablement disposée à l’intérieur du carter de rétention 2 et rotativement soutenue par ce dernier, par exemple au moyen de cinquièmes roulements 28.
Avantageusement, en référence à la figure 8, la came rotative 26 comprend un tambour rotatif 26’ à axe longitudinal aligné sur l’axe de rotation Z de ladite came rotative 26 et ayant préférablement une forme essentiellement cylindrique.
Plus précisément, le tambour rotatif 26’ est muni d’une surface extérieure 29 qui se développe autour de l’axe de rotation Z et sur laquelle est réalisée au moins une piste façonnée 30 dans laquelle est engagé par coulissement le galet de came 27. Préférablement, la piste façonnée 30 se développe autour de l’axe de rotation Z selon un circuit fermé à évolution variable le long dudit axe de rotation Z, de manière à déplacer, suite à la rotation du tambour rotatif 26’, le galet de came 27 le long du second axe Y de l’arbre secondaire 7 (parallèle à l’axe de rotation Z) afin de déplacer l’organe d’embrayage 20 le long de l’arbre secondaire 7 entre la première et la seconde position d’accouplement.
Conformément à la forme de réalisation illustrée dans les figures ci-jointes, la piste façonnée est obtenue au moyen d'une rainure réalisée sur la surface extérieure 29 du tambour rotatif 26’.
Avantageusement, le galet de came 27 des moyens d’actionnement 21 est mobile le long de la direction de déplacement W parallèle au second axe Y de l’arbre secondaire 7 et il est préférablement soutenu par coulissement par le carter de rétention 2.
En particulier, en référence aux figures 6 et 7, le groupe de transmission 1 comprend une tige de support 31 parallèle à l’arbre secondaire 7 sur laquelle est monté par coulissement le galet de came 27.
Plus précisément, préférablement, la tige de support 31 est disposée parallèlement à la direction de déplacement W du galet de came 27 et elle est préférablement fixée à l’intérieur du carter de rétention 2.
Opportunément, en référence aux figures 5-7, le galet de came 27 comprend une portion de soutien 32 montée par coulissement sur la tige de support 31 et préférablement dotée d’un canal de raccordement dans lequel est insérée ladite tige de support 31. Avantageusement, le galet de came 27 comprend un patin 33 inséré par coulissement dans la piste façonnée 30 du tambour rotatif 26’ de la came rotative 26 et destiné à coulisser dans ladite piste façonnée 30 suite à la rotation dudit tambour rotatif 26’. Préférablement, le patin 33 du galet de came 27 est fixé à la portion de soutien 32 de ce dernier et se développe en saillie vers l’extérieur de ladite portion de soutien 32, en particulier en direction radiale par rapport à la direction de coulissement W du galet de came 27.
Opportunément, le patin 33 du galet de came 27 comprend un corps allongé 33’ fixé, préférablement dans un corps unique, à la portion de soutien 32 et inséré avec une extrémité libre dans la piste façonnée 30 du tambour rotatif 26’ de la came rotative 26. Avantageusement, le galet de came 27 est mécaniquement lié à l’organe d’embrayage 20 selon la direction de déplacement W (parallèle à l’arbre secondaire 7) dudit galet de came 27, de manière à pouvoir actionner le déplacement de l’organe d’embrayage 20 le long de l’arbre secondaire 7 entre la première et la seconde position d’accouplement.
De plus, l’organe d’embrayage 20 est rotativement lié de manière libre au galet de came 27 de manière à ce que l’organe d’embrayage 20 puisse tourner avec l’arbre secondaire 7 sans être entravé dans son mouvement de rotation par le galet de came 27.
Dans ce but, l’organe d’embrayage 20 est avantageusement muni d’une rainure annulaire 34 qui se développe autour du second axe Y de l’arbre secondaire 7, et le galet de came 27 est muni d’une portion d’engagement 35 insérée dans ladite rainure annulaire 34 pour permettre la rotation de l’organe d’embrayage 20 par rapport au galet de came 27.
En particulier, la rainure annulaire 34 de l’organe d’embrayage 20 est réalisée sur la face périmétrique extérieure 44 de ce dernier et elle est délimitée par deux épaulements 36 entre lesquels est insérée la portion d’engagement 35 du galet de came 27. Opportunément, en référence aux figures ci-jointes, la portion d’engagement 35 du galet de came 27 est fixée, préférablement dans un corps unique, à la portion de soutien 32 dudit galet de came 27 qui se développe en particulier en saillie vers l’extérieur de ladite portion de soutien 32.
Avantageusement, la portion d’engagement 35 du galet de came est essentiellement façonnée en fourche et elle est munie de deux bras 37 entre lesquels est disposé de manière libre l’organe d’embrayage 20.
En particulier, les bras 37 de la portion d’engagement 35 sont insérés dans la rainure annulaire 34 de l’organe d’embrayage 20 entre les deux épaulements 36 qui délimitent ladite rainure annulaire 34.
Plus précisément, les bras 37 de la portion d’engagement 35 définissent entre eux un bord arqué, en particulier en forme d’arc de circonférence, de ladite portion d’engagement 35, ledit bord arqué est disposé dans la rainure annulaire 34 de l’organe d’embrayage 20 et s’étend autour d’une partie de la face périmétrique extérieure 44 dudit organe d’embrayage 20.
En référence à la forme de réalisation illustrée dans les figures ci-jointes, où le groupe de transmission 1 comprend plusieurs arbres secondaires 7 (par exemple deux), le tambour rotatif 26’ de la came rotative 26 est muni de plusieurs pistes façonnées 30 correspondantes et les moyens d’actionnement 21 comprennent plusieurs galets de came 27 correspondants, chacun desquels est engagé dans la piste façonnée 30 correspondante et mécaniquement relié à l’organe d’embrayage 20 de l’arbre secondaire 7 correspondant.
Avantageusement, les moyens d’actionnement 21 comprennent un actionneur électrique 38, préférablement en courant continu, mécaniquement relié à la came rotative 26 et actionnable pour mettre en rotation cette dernière autour de son axe de rotation Z de manière à actionner le galet de came 27 pour déplacer l’organe d’embrayage 20.
En particulier, l’actionneur électrique est disposé à l’intérieur du carter de support et il est préférablement supporté par ce dernier.
Avantageusement, l’actionneur électrique 38 comprend un arbre de sortie 39 actionnable pour tourner autour de son axe de révolution K (aligné et parallèle audit arbre de sortie 39) et mécaniquement relié à la came rotative 26 pour la mettre en rotation.
Plus précisément, préférablement, l’arbre de sortie 39 de l’actionneur électrique 38 est disposé parallèlement à l’arbre primaire 5 et à l’arbre secondaire 7 et, en particulier, il est disposé parallèlement à l’axe de rotation Z de la came rotative 26.
Opportunément, l’actionneur électrique 38 comprend un corps de rétention 40 duquel dépasse une portion d’accouplement de l’arbre de sortie 39.
Avantageusement, les moyens d’actionnement 21 comprennent une chaîne cinématique 41 qui relie l’arbre de sortie 39 de l’actionneur électrique 38 et la came rotative 26 pour transmettre le mouvement de révolution de l’arbre de sortie 39 à ladite came rotative 26. Préférablement, ladite chaîne cinématique 41 comprend une série de roues dentées cylindriques avec des axes parallèles à l’axe de révolution K de l’arbre de sortie 39 de l’actionneur électrique 38, et comprenant en particulier une première roue de liaison 41’ engrenée à la portion d’accouplement, préférablement dentée, de l’arbre de sortie 39 de l’actionneur électrique 38, et une dernière roue de liaison 41” coaxialement fixée au tambour rotatif 26’ de la came rotative 26.
Avantageusement, l’actionneur électrique 38 comprend un module de contrôle, obtenu par exemple par une carte électronique, programmé pour commander l’actionnement de l’actionneur électrique 38 et donc le déplacement de l’organe d’embrayage 20, dans le but d’engager la vitesse d’avancement souhaitée du véhicule en fonction des conditions opérationnelles de ce dernier.
En particulier, le module de contrôle de l’actionneur électrique 38 est disposé au niveau du corps de rétention 40 dudit actionneur électrique 38, par exemple fixé audit corps de rétention 40.
Conformément à une forme de réalisation différente, le module de contrôle de l’actionneur électrique 38 est intégré dans la centrale de commande du véhicule. Avantageusement, le groupe de transmission 1 en objet comprend une unité de contrôle reliée du point de vue opérationnel au moteur électrique de traction 4 pour commander son fonctionnement, et préférablement reliée au module de contrôle de l’actionneur électrique 38 pour contrôler le fonctionnement de ce dernier. L’unité de contrôle comprend par exemple un processeur électronique de traitement et elle est disposée par exemple dans un boîtier de commande des fonctions de traction du véhicule. L’unité de contrôle est prévue afin que, lorsque l’organe d’embrayage 20 est dans la première position d’accouplement ou dans la seconde position d’accouplement, elle commande au moteur électrique de traction 4 de transmettre à l’arbre primaire 5 un couple moteur essentiellement nul à une première vitesse donnée de rotation dudit arbre primaire 5.
De cette façon, le couple, que l’arbre primaire 5 transmet, à travers les moyens de transmission 9, à l’arbre secondaire 7, résulte lui aussi essentiellement nul.
Dans cette condition, l’arbre secondaire 7 est soumis à un couple résiduel essentiellement dû à la charge routière et donc de valeur très basse.
Par conséquent, dans ces conditions de couple résiduel très bas, les forces de frottement exercées entre les faces des premières dents d’engagement 17 du premier organe de transmission 14 et les premières dents d’embrayage 23 de l’organe d’embrayage 20 (dans le cas où ce dernier serait dans la première position d’accouplement), ou les forces de frottement exercées entre les faces des secondes dents d’engagement 19 du second organe de transmission 15 et les secondes dents d’embrayage 25 de l’organe d’embrayage 20 (dans le cas où ce dernier serait dans la seconde position d’accouplement) sont essentiellement négligeables. Par conséquent, suite à l’actionnement de l’actionneur électrique 38, la came rotative 26 est destinée à commander au galet de came 27 d’exercer sur l’organe d’embrayage 20 une force de translation (parallèle au second axe Y de l’arbre secondaire 7) à même de vaincre lesdites forces de frottement et de détacher l’organe d’embrayage 20 de l’organe de transmission 14, 15.
En particulier, dans les conditions susmentionnées de couple moteur essentiellement nul, les moyens d’actionnement 21 sont destinés à déplacer l’organe d’embrayage 20 entre la première position d’accouplement et la seconde position d’accouplement à travers au moins une position de point mort où l’organe d’embrayage 20 est séparé aussi bien du premier organe de transmission 14 que du second organe de transmission 15. Avantageusement, quand l’organe d’embrayage 20 est disposé dans ladite position de point mort, l’unité de contrôle est prévue pour commander au moteur électrique de traction 4 d’actionner l’arbre primaire 5 pour tourner à une deuxième vitesse de rotation proportionnelle à la première vitesse de rotation selon un coefficient de proportionnalité qui dépend du premier rapport de transmission RI du premier organe de transmission 14 et du second rapport de transmission R2 du second organe de transmission 15.
En particulier, ledit coefficient de proportionnalité s'obtient par le rapport entre le premier rapport de transmission RI et le second rapport de transmission R2.
Ceci permet, comme il est expliqué dans le détail par la suite, d’aligner la vitesse de rotation du moteur électrique de traction 4, et donc de l’arbre primaire 5, sur le rapport de transmission de la vitesse à engager, sans que se produisent de fortes variations instantanées de vitesse de l’arbre secondaire 7 au moment de l’embrayage de l’organe de transmission 14, 15 associé à ladite vitesse.
Fonctionnellement, on considère des conditions d’avancement du véhicule, par exemple avec la première vitesse engagée, où le moteur électrique de traction 4 applique à l’arbre primaire 5 un couple moteur donné (en particulier en fonction des commandes lancées par le conducteur à travers l’accélérateur) en faisant tourner l’arbre primaire 5 à la première vitesse de rotation, et où l’organe d’embrayage 20 est dans sa première position d’accouplement de manière à ce que l’arbre primaire 5 soit accouplé à l’arbre secondaire 7 via le premier organe de transmission 14 avec ledit premier rapport de transmission RI. Dans le cas où les conditions d’avancement du véhicule nécessiteraient un changement de vitesse (par exemple au-delà d’un certain nombre de tours du moteur électrique de traction 4), l’unité de contrôle du groupe de transmission 1 commande au moteur électrique de traction 4 d’amener essentiellement à zéro le couple moteur transmis à l’arbre primaire 5, afin de réduire la charge sur l’arbre secondaire 7, comme il a déjà été expliqué précédemment.
Par conséquent, l’unité de contrôle commande aux moyens d’actionnement 21 de déplacer l’organe d’embrayage 20 de la première position d’accouplement à la position de point mort, en séparant donc l’organe d’embrayage 20 du premier organe de transmission 14.
Plus précisément, l’unité de contrôle commande à l’actionneur électrique 38, via le module de contrôle de ce dernier, d’actionner la rotation de la came rotative 26, qui commande à son tour le mouvement du galet de came 27 le long de la direction de déplacement W pour déplacer l’organe d’embrayage 20.
En particulier, l’unité de contrôle est prévue pour maintenir l’organe d’embrayage 20 dans la position de point mort pendant un certain intervalle de temps par exemple compris environ entre 50 et 200 millièmes de seconde.
Pendant ledit intervalle de temps, l’unité de contrôle commande au moteur électrique de traction 4 de maintenir le couple moteur essentiellement à zéro et d’amener l’arbre primaire 5 à tourner à la deuxième vitesse de rotation qui, comme on l’a dit précédemment, est proportionnelle à la première vitesse de rotation selon le coefficient de proportionnalité en fonction des rapports de transmission RI, R2 associés au premier et au second organe de transmission 14, 15.
Par exemple, le coefficient de proportionnalité s’obtient par le second rapport de transmission divisé par le premier rapport de transmission (R2/R1). La deuxième vitesse de rotation, étant obtenue par le coefficient de proportionnalité multiplié par la première vitesse de rotation, est égale au second rapport de transmission divisé par le premier rapport de transmission et multiplié par la première vitesse de rotation selon la formule : V2 = (R2/R1) x VI.
Ensuite, l’unité de contrôle commande aux moyens d’actionnement 21 de déplacer l’organe d’embrayage 20 de la position de point mort à la seconde position d’accouplement, de manière à relier l’arbre primaire 5 à l’arbre secondaire 7 à travers le second organe de transmission 15. Étant donné que, comme il est décrit ci-dessus, la deuxième vitesse de rotation de l’arbre primaire 5 est rapportée au second rapport de transmission R2 associé au second organe de transmission 15, au moment où l’organe d’embrayage 20 est engagé à ce dernier, l’arbre secondaire 7 ne subit pas de variations instantanées de vitesse significativement intenses.
Ensuite, l’unité de contrôle commande au moteur électrique de traction 4 de transmettre à nouveau un couple moteur non nul à l’arbre primaire 5, en particulier en fonction des commandes lancées par le conducteur à travers l’accélérateur. L'invention ainsi conçue atteint donc les buts préfixés.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Groupe de transmission (1) pour véhicule à moteur, dont le groupe de transmission (1) comprend : - un moteur électrique de traction (4) ; - un arbre primaire (5) relié audit moteur électrique de traction (4) pour être mis en rotation par ledit moteur électrique de traction (4) ; - au moins un arbre secondaire (7) destiné à être mécaniquement relié à un différentiel (8); - des moyens de transmission (9) qui relient ledit arbre primaire (5) audit arbre secondaire (7) pour transmettre le mouvement dudit arbre primaire (5) audit arbre secondaire (7) ; caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission (9) comprennent : - un premier organe de transmission (14) monté libre sur ledit arbre secondaire (7), muni d’une première face d’engagement (16) et mécaniquement relié audit arbre primaire (5) pour transmettre le mouvement avec un premier rapport de transmission (RD; - un second organe de transmission (15) monté libre sur ledit arbre secondaire (7), muni d’une seconde face d’engagement (18) et mécaniquement relié audit arbre primaire (5) pour transmettre le mouvement avec un second rapport de transmission (R2); - un organe d’embrayage (20) monté par coulissement sur ledit arbre secondaire (7) et rotativement solidaire audit arbre secondaire (7) ; - des moyens d’actionnement (21) mécaniquement reliés audit organe d’embrayage (20) et destinés à actionner ledit organe d’embrayage (20) pour le faire coulisser le long dudit arbre secondaire (7) entre : - une première position d’accouplement, où ledit organe d’embrayage (20) est mécaniquement engagé à la première face d’engagement (16) dudit premier organe de transmission (14) pour transmettre le mouvement dudit arbre primaire (5) audit arbre secondaire (7) avec ledit premier rapport de transmission (RI), et - une seconde position d’accouplement, où ledit organe d’embrayage (20) est mécaniquement engagé à la seconde face d’engagement (18) dudit second organe de transmission (15) pour transmettre le mouvement dudit arbre primaire (5) audit arbre secondaire (7) avec ledit second rapport de transmission (R2).
  2. 2. Groupe de transmission (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier organe de transmission (14) comprend une première roue dentée (14’) et ledit second organe de transmission (15) comprend une seconde roue dentée (15’) ; lesdits moyens de transmission (9) comprenant un premier pignon (42) coaxialement fixé audit arbre primaire (5) et engrené avec ladite première roue dentée (14’) avec ledit premier rapport de transmission (RI), et un second pignon (43) coaxialement fixé audit arbre primaire (5) et engrené avec ladite seconde roue dentée (15’) avec ledit second rapport de transmission (R2).
  3. 3. Groupe de transmission (1) selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d’actionnement (21) comprennent : - une came rotative (26), - et un galet de came (27) engagé dans ladite came rotative (26), relié audit organe d’embrayage (20) et actionnable par ladite came rotative (26) pour déplacer ledit organe d’embrayage (20) entre ladite position d’accouplement et ladite seconde position d’accouplement.
  4. 4. Groupe de transmission (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite came rotative (26) comprend un tambour rotatif (26’) muni d’une surface extérieure (29) sur laquelle est réalisée au moins une piste façonnée (30) dans laquelle est engagé par coulissement ledit galet de came (27).
  5. 5. Groupe de transmission (1) selon l’une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ledit galet de came (27) est mécaniquement lié audit organe d’embrayage (20) selon une direction de déplacement (W) parallèle audit arbre secondaire (7), ledit organe d’embrayage (20) étant rotativement lié de manière libre audit galet de came (27) ; ledit organe d’embrayage (20) étant muni d’une rainure annulaire (34) qui se développe autour dudit arbre secondaire (7), et ledit galet de came (27) étant muni d’une portion d’engagement (35) insérée dans ladite rainure annulaire (34).
  6. 6. Groupe de transmission (1) selon l’une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d’actionnement (21) comprennent un actionneur électrique (38) mécaniquement relié à ladite came rotative (26) et actionnable pour mettre en rotation ladite came rotative (26).
  7. 7. Groupe de transmission (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit actionneur électrique (38) comprend un arbre de sortie (39) actionnable pour tourner autour de son axe de révolution (K) et mécaniquement relié à ladite came rotative (26) pour mettre en rotation ladite came rotative (26).
  8. 8. Groupe de transmission (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit organe d’embrayage (20) est disposé entre la première face d’engagement (16) dudit premier organe de transmission (14) et la seconde face d’engagement (18) dudit second organe de transmission (15).
  9. 9. Groupe de transmission (1) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la première face d’engagement (16) dudit premier organe de transmission (14) est munie de premières dents d’engagement (17), et la seconde face d’engagement (18) du second organe de transmission (15) est munie de secondes dents d’engagement (19) ; ledit organe d’embrayage (20) étant muni : - d’une première face d’embrayage (22) dotée de premières dents d’embrayage (23) destinées, avec ledit organe d’embrayage (20) dans ladite première position d’accouplement, à s’engrener avec les premières dents d’engagement (17) dudit premier organe de transmission (14), et - d’une seconde face d’embrayage (24) dotée de secondes dents d’embrayage (25) destinées, avec ledit organe d’embrayage (20) dans ladite seconde position d’accouplement, à s’engrener avec les secondes dents d’engagement (19) dudit second organe de transmission (15).
  10. 10. Groupe de transmission (1) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend une unité de contrôle opérationnellement reliée audit moteur électrique de traction (4) et prévue pour commander, avec ledit organe d’embrayage (20) dans la première position d’accouplement ou dans la seconde position d’accouplement, audit moteur électrique de traction (4) de transmettre audit arbre primaire (5) un couple moteur essentiellement nul à une première vitesse déterminée de rotation dudit arbre primaire (5) ; avec ledit couple moteur essentiellement nul, lesdits moyens d’actionnement (21) étant prévus pour déplacer ledit organe d’embrayage (20) entre ladite première position d’accouplement et ladite seconde position d’accouplement à travers au moins une position de point mort où ledit organe d’embrayage (20) est séparé dudit premier organe de transmission (14) et dudit second organe de transmission (15).
  11. 11. Groupe de transmission (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que, avec ledit organe d’embrayage (20) disposé dans ladite position de point mort, ladite unité de contrôle est prévue pour commander audit moteur électrique de traction (4) d’actionner ledit arbre primaire (5) pour tourner à une deuxième vitesse de rotation proportionnelle à ladite première vitesse de rotation selon un coefficient de proportionnalité qui dépend dudit premier rapport de transmission (RI) et dudit second rapport de transmission (R2).
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