WO2007028920A1 - Boite de vitesses automatique pour vehicule automobile - Google Patents

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WO2007028920A1
WO2007028920A1 PCT/FR2006/050837 FR2006050837W WO2007028920A1 WO 2007028920 A1 WO2007028920 A1 WO 2007028920A1 FR 2006050837 W FR2006050837 W FR 2006050837W WO 2007028920 A1 WO2007028920 A1 WO 2007028920A1
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WO
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complementary
primary
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shaft
subassembly
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PCT/FR2006/050837
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English (en)
Inventor
Jean-Marie Flamme
Original Assignee
Universite De Valenciennes Et Du Hainaut-Cambresis (Uvhc)
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to an automatic gearbox for a motor vehicle, essentially comprising several gear planetary gears and several brakes and clutches, generally disc type and hydraulically controlled.
  • the reduction of the inertia reactions of the moving members implies that the speeds of these members are as low as possible and that these speeds do not reverse during the passage of a gear ratio to the immediately adjacent ratios.
  • the reduction of friction implies relative speeds between the primary and secondary elements of the brakes and clutches as low as possible as well as wheel speeds of the planetary gear with respect to their guides as reduced as possible.
  • EP 0 434 525 and US patent application 2002/0142880 describe two automatic gearboxes for a motor vehicle, designed to meet the objectives set out in paragraphs [0002] and [0003].
  • gearboxes starting from a primary shaft, two power paths are created, the first by the shaft itself, by a speed reducer or by a speed multiplier, the second by a gear reducer. or a speed multiplier, the primary element of these reducers or multipliers being linked to the primary shaft, the secondary element of these reducers or multipliers creating the corresponding power path. This results in gear ratios between the two power paths and the primary shaft that remain immutable.
  • the gearboxes mentioned in paragraph [0004] further comprise clutches, brakes and a secondary transmission comprising planetary gear trains.
  • One element of the planetary gear is connected to the secondary shaft of the gearbox.
  • the movable elements of the brakes and the secondary elements of the clutches are connected in rotation with the other elements of the planetary gear, the primary elements of the clutches are connected in rotation with one of the power paths. Maintaining the closing of a clutch and a brake or two clutches as well as the corresponding opening of other clutches and brakes imposes a particular gear ratio between the secondary shaft and the primary shaft of the gearbox. . Apart from the transitional phases of shifting gears, the brakes and clutches work in all or nothing.
  • the torque converter is provided with a so-called bridging clutch which allows the attachment of the impeller and the turbine, it can remove the slip in the converter by closing the clutch bridging, but when the closing or opening of this clutch, there is a slight inevitable shock.
  • the speed of the primary shaft is:
  • the converter does not have or comprises a bridging clutch and in the latter case, whether the bridging clutch is open or closed, the speed ratios between the two power paths and the primary shaft remain immutable, while the speed ratio between each power path and the engine is variable but uncontrollable, except when the clutch bridging is closed, but at the cost of a discontinuity of the gear ratio during this closure.
  • the gearbox comprises two primary shafts and a coupling member of the driven hydrokinetic torque converter type. directly by the engine flywheel.
  • the first primary shaft is integral with the impeller of the hydrokinetic torque converter and is the input element of the first power path.
  • the second primary shaft is driven by the secondary element of the turbine of the hydrokinetic torque converter and is the input element of the second power path.
  • the first power path rotates at the speed of the engine or at a different speed according to a fixed speed ratio, according to whether it does not comprise or that it comprises a gearbox or a multiplier.
  • the second power path rotates at a different speed from that of the turbine of the hydrokinetic torque converter, according to a fixed gear ratio.
  • the speed ratio between the two power paths remains immutable only if the bridging clutch exists and is closed, the variation of this ratio can not be controlled, except when the bridging clutch is closed and at the price of a discontinuity of the report during this closure.
  • the speed ratio between the second power path and the motor is variable and can not be controlled, except when the bridging clutch is closed and at the cost of a discontinuity of the ratio during this closing.
  • the use of a coupling member of the hydrokinetic torque converter type in the automatic gearbox has the disadvantage of a loss of power by sliding when the converter is active, without this slippage can be controlled.
  • the gearbox object of the invention aims to overcome the disadvantages associated with the use of a coupling member of the hydrokinetic torque converter type or hydrokinetic coupler.
  • the gearbox object of the invention essentially comprises, in addition to a housing and bearings, the housing and the elements which are fixed to it forming the immobile subassembly:
  • the primary element of at least one clutch being connected in rotation, directly and permanently, to the first intermediate shaft, the element primary of at least one clutch being rotatably connected, directly and permanently, to the second intermediate shaft;
  • electro-hydraulic means for controlling the closing and opening of the clutches and / or brakes and maintaining their closure
  • a secondary transmission comprising a secondary element permanently driving the secondary shaft in a constant speed ratio and three primary elements, each of the primary elements being connected being connected in rotation, directly and permanently, with at least one secondary element; a clutch, at least two of the primary elements being connected in rotation, directly and permanently, with the movable element of a brake.
  • the gearbox object of the invention further comprises a primary system devoid of clutch, whose input is identified with the primary shaft and each of the outputs is identified with an intermediate shaft; the primary system being constituted:
  • an electromagnetic powder brake essentially comprising an armature, an inductor immobilized with respect to the casing, this inductor being provided with at least one induction coil supplied with an electric control current Ip magnetizing a magnetizable fluid interposed between the inductor and the armature, this fluid being in particular in powder form;
  • a differential formed of a planetary gear train comprising, in addition to satellites: a primary element driven permanently by the primary shaft, these two elements forming, with the elements which are connected to them, the primary subassembly of the gearbox, rotating at the speed ⁇ e;
  • the primary system of the gearboxes of the invention comprises an input driven directly by the motor. It has two outputs, each of them connectable to a primary element of the secondary transmission. Since this primary system is controllable, the ratio of the rotational speeds of its two outputs is continuously adaptable by the choice of the electric current Ip supplied to the inductor of the electromagnetic powder brake.
  • the secondary transmission is most often made in the form of two simple planetary trains, one element of the first single train being permanently connected to an element of the second single train or forming with it a common element, another element of the second single train.
  • first single train being permanently connected to another element of the second single train or forming with it a common element.
  • the armature of the electromagnetic powder brake can be fixed directly to the tertiary element of the differential, the drive shaft is then formed by the bore of the armature or the tertiary element of the differential.
  • the primary subassembly which is formed of the primary shaft, the primary element of the differential and other elements connected to them in rotation at the same speed ⁇ e, has two ends; its input is located at its connection with the motor; its output merges with the primary element of the differential.
  • the first intermediate subassembly which is formed of the first intermediate shaft, the first secondary element of the differential and other elements which are connected to them in rotation at the same speed ⁇ il, has two ends; his entry is located at its connection with a primary element of the secondary transmission or with the primary element of a clutch, depending on whether the clutch is kept closed or slips; its output merges with the first secondary element of the differential.
  • the input of the first intermediate subassembly is multiple when several clutches are interposed between the first intermediate shaft and several primary elements of the secondary transmission.
  • the second intermediate subassembly which is formed of the second intermediate shaft, the second secondary element of the differential and other elements connected to them in rotation at the same speed ⁇ i2, has two ends; its inlet is located at its connection with a primary element of the secondary transmission or with the primary element of a clutch, depending on whether the clutch is kept closed or slips; its output merges with the second secondary element of the differential.
  • the input of the second intermediate subassembly is multiple when several clutches are interposed between the second intermediate shaft and several primary elements of the secondary transmission.
  • the piloting subassembly has two ends; its input is located at the level of the magnetisable fluid, at the interface with the armature of the electromagnetic powder brake; its output merges with the tertiary element of the differential.
  • the gearboxes of the invention do not use a coupling member of the hydrokinetic torque converter type or hydrokinetic coupler type, interposed between the engine and the gearbox, neither a gearbox or a gearbox but a primary system included in the gearbox, comprising a control shaft, an electromagnetic powder brake, means for calculating, producing and controlling the electric current Ip control of the electromagnetic powder brake, a differential and two freewheels.
  • a coupling member of the hydrokinetic torque converter type or hydrokinetic coupler type interposed between the engine and the gearbox, neither a gearbox or a gearbox but a primary system included in the gearbox, comprising a control shaft, an electromagnetic powder brake, means for calculating, producing and controlling the electric current Ip control of the electromagnetic powder brake, a differential and two freewheels.
  • the gearboxes of the invention use a system primary controlled by variation of the current Ip for controlling the electromagnetic powder brake.
  • the complementary use of two freewheels has the advantage of limiting the extremal speeds of the differential elements and to impose at the output of the primary system, a direction of rotation identical to that of the engine, in all circumstances of transmission of power or in the absence of transmission of power by the gearbox.
  • gearboxes object of the invention the existence of the additional control parameter of the electromagnetic powder brake facilitates the achievement of a shift without shock. It is indeed possible to act on the control law of the electromagnetic powder brake together with the engine load, after the change of the opening and closing of the clutches and / or the brakes, whereas in the known boxes we can no longer intervene by the inexistence of a degree of freedom which makes it possible to do so.
  • the gearbox object of the invention can therefore be controlled with sliding in the electromagnetic brake powder for the time necessary to avoid any significant over-acceleration on the secondary shaft of the gearbox can then be driven without slipping to prevent energy loss.
  • a first particular embodiment of the invention is characterized in that the differential of the primary system is designed so that the ratio ⁇ ilref is different from one, the first wheel free is interposed between two radially successive elements in the axial extent necessary for its location, one of these elements belonging to the stationary subset and the other element belonging to the second intermediate subassembly, the second free wheel is interposed between two elements, radially successive in the axial extent necessary for its location, each element belonging to a distinct subset selected from the group of subsets formed of the primary subassembly, the first intermediate subassembly, the second subassembly; intermediate assembly and steering subassembly.
  • a second particular embodiment of the invention is characterized in that the differential of the primary system further comprises two complementary elements and a complementary internal shaft, the first element complementary being permanently connected to the first intermediate shaft via the complementary shaft, the second complementary element being an element of the stationary subset, the primary element, the first secondary element and the tertiary element forming a first train planetary single planet located on the side of the secondary transmission, the two complementary elements and the second secondary element forming a second single planetary gear located on the side opposite to that of the secondary transmission, the first planetary differential gear is designed so that the ratio ⁇ ilref be less than 1, the first rou e free is interposed between two elements, radially successive in the axial extent necessary for its location, each element belonging to a distinct subset selected from the group of subsets formed of the immobile subset, the first intermediate subassembly and the second intermediate subassembly, the second freewheel is interposed between two elements, radially successive in the axial
  • a third particular embodiment of the invention is characterized in that the differential of the primary system further comprises two complementary elements and a complementary internal shaft, the first element complementary being permanently connected to the first intermediate shaft via the complementary shaft, the second complementary element being an element of the stationary subset, the primary element, the first secondary element and the tertiary element forming a first train planetary single planet located on the side of the secondary transmission, the two complementary elements and the second secondary element forming a second single planetary gear located on the side opposite to that of the secondary transmission, the first planetary differential gear is designed so that the ratio ⁇ ilref be less than 1, the first ro ee free is interposed between two elements, radially successive in the axial extent necessary for its location, each element belonging to a distinct subset selected from the group of subsets formed of the immobile subset, the first intermediate subassembly and the second intermediate subassembly, the second freewheel is interposed between two radially successive elements in the
  • a fourth particular embodiment of the invention as described in paragraphs [0013] and [0014] is characterized in that the differential of the primary system further comprises two complementary elements and a shaft complementary internal element, the first complementary element being permanently connected to the second intermediate shaft via the complementary shaft, the second complementary element being an element of the stationary subassembly, the primary element, the second secondary element and the tertiary element forming a first single planetary gear located on the side of the secondary transmission, the two complementary elements and the first secondary element forming a second single planetary gear located on the side opposite to that of the secondary transmission, the first freewheel is interposed between two elements, radially successive in the axial extent necessary for its location, each element belonging to a distinct subset selected from the group of subsets formed of the immovable subset, the first intermediate subset and the second subset intermediate, the second free wheel es t interposed between two elements, radially successive in the axial extent necessary for its location, each element belonging to a distinct subset selected from the group of subsets formed of
  • a fifth particular embodiment of the invention as described in paragraphs [0013] and [0014] is characterized in that the differential of the primary system further comprises two complementary elements and a complementary internal shaft, the first element complementary being permanently linked to the second intermediate shaft via the complementary shaft, the second complementary element being a stationary subset element, the primary element, the second secondary element and the tertiary element forming a first train planetary single located on the side of the secondary transmission, the two complementary elements and the first secondary element forming a second single planetary gear located on the side opposite to that of the secondary transmission, the second planetary differential gear is designed so that the ratio ⁇ ilref be less than 1, the first freewheel is interposed between two elements, radially successive in the axial extent necessary for its location, each element belonging to a distinct subset selected from the group of subsets formed of the immobile subset, of the first intermediate subassembly and the second intermediate subassembly, the second free wheel is interposed between two elements, radially successive in the axial extent necessary for its location,
  • a sixth particular embodiment of the invention as described in paragraphs [0013] and [0014] is characterized in that the differential of the primary system further comprises two complementary elements and a complementary internal shaft, the first element complementary being permanently connected to the first intermediate shaft via the complementary shaft, the second complementary element being an element of the stationary subset, the primary element, the first secondary element and the second complementary element forming a first train planetary gear located on the side of the secondary transmission, the first complementary element, the second secondary element and the tertiary element forming a second single planetary gear located on the opposite side to that of the secondary transmission, the first freewheel is interposed between two elements radially successive in the axial extent necessary for its location, one of these elements belonging to the stationary subassembly and the other element belonging to the second intermediate subassembly, the second free wheel is interposed between two elements, radially successive in the axial extent necessary for its location, each element belonging to a distinct subset selected from the group of subassemblies formed of the first intermediate subassembly,
  • a seventh particular embodiment of the invention is characterized in that the differential of the primary system further comprises two complementary elements and a complementary internal shaft, the first element complementary being permanently connected to the first intermediate shaft via the complementary shaft, the second complementary element being an element of the stationary subset, the primary element, the first secondary element and the second complementary element forming a first train planetary gear located on the side of the secondary transmission, the first complementary element, the second secondary element and the tertiary element forming a second single planetary gear located on the opposite side to that of the secondary transmission, the first freewheel is interposed between two elements radially successive in the axial extent necessary for its location, one of these elements belonging to the stationary subassembly and the other element belonging to the second intermediate subassembly, the second free wheel is interposed between two elements, radially successive in the axial extent necessary for its location, one of these elements belonging to the primary subset, the other element belonging to a subset selected from the subset group formed of the second
  • An eighth particular embodiment of the invention as described in paragraphs [0013] and [0014] is characterized in that the first intermediate shaft and the primary shaft form a common shaft section on a portion of their axial extent since the connection of the primary shaft with the primary element of the differential, the first secondary element thus merging with the primary element, the first freewheel is interposed between two radially successive elements in the axial extent necessary to its location, one of these elements belonging to the stationary subset and the other element belonging to the second intermediate subassembly, the second freewheel is interposed between two elements, radially successive in the axial extent necessary for its location, each element belonging to a distinct subset selected from the group of subassemblies formed of the primary subassembly merged with the first intermediate subassembly, the second intermediate subassembly and the driving subassembly.
  • FIG 1 shows schematically an electromagnetic brake powder used in the gearboxes according to the invention.
  • FIGS 2 and 3 show two examples of primary systems used in the gearboxes according to the invention according to the first particular embodiment described in paragraph [0022].
  • FIGS. 4a to 4d show the kinematic diagrams representing the angular velocities of the subassemblies of gearboxes according to the invention according to the first particular embodiment.
  • Figure 5 shows an example of primary systems used in the gearboxes according to the invention according to the second particular embodiment described in paragraph [0023].
  • FIG. 6 shows an example of primary systems used in the gearboxes according to the invention according to the third particular embodiment described in paragraph [0024].
  • FIGS. 7a to 7e show the kinematic diagrams representing the angular velocities of the subassemblies of gearboxes according to the invention according to the second and third particular embodiments.
  • FIG. 8 shows an example of primary systems used in the gearboxes according to the invention according to the fourth particular embodiment described in paragraph [0025]
  • FIG. 9 shows an example of a primary system used in the gearboxes according to the invention according to the fifth particular embodiment described in paragraph [0026].
  • FIGS. 10a to 10d show the kinematic diagrams representing the angular velocities of the subassemblies of gearboxes according to the invention according to the fourth and fifth particular embodiments.
  • Figure 11 shows an example of primary systems used in the gearboxes according to the invention according to the sixth particular embodiment described in paragraph [0027].
  • FIG. 12 shows an example of primary systems used in the gearboxes according to the invention according to the seventh particular embodiment described in paragraph [0028].
  • FIGS. 13a to 13j show the kinematic diagrams representing the angular velocities of the subassemblies of gearboxes according to the invention according to the sixth and seventh particular embodiments.
  • Figures 14 and 15 show two examples of primary systems used in the gearboxes according to the invention according to the eighth particular embodiment described in paragraph [0029].
  • Figures 16a to 16e show the kinematic diagrams representing the angular velocities of the subassemblies of gearboxes according to the invention according to the eighth particular embodiment.
  • Figure 17 shows an example of primary systems used in gearboxes according to the invention according to the ninth particular embodiment described in paragraph [0030].
  • FIG. 18 shows an example of primary systems used in the gearboxes according to the invention according to the particular tenth embodiment described in paragraph [0031].
  • Figures 19a to 19e show the kinematic diagrams representing the angular velocities of the subassemblies of gearboxes according to the invention according to the ninth and tenth particular embodiments.
  • Figure 20 shows an example of primary systems used in gearboxes according to the invention according to the eleventh particular embodiment described in paragraph [0032].
  • FIG. 21 shows an example of primary systems used in the gearboxes according to the invention according to the twelfth particular embodiment described in paragraph [0033].
  • FIGS. 22a to 22d show the kinematic diagrams representing the angular velocities of the subassemblies of gearboxes according to the invention according to the eleventh and twelfth particular embodiments.
  • FIGS 23 to 25 show three examples of gearboxes according to the invention.
  • FIGS. 4a to 4j, 7a to 7e, 10a to 10j, 13a to 13j, 16a to 16e, 19a to 19e, 22a to 22j which show kinematic diagrams
  • the figures identified by an identical number correspond to a particular embodiment or to a group of particular embodiments of the invention
  • the letter a, b, c, d, e or f, g, h, i, j which distinguishes the figures of identical number respectively correspond to the kinematic diagrams obtained:
  • the abscissae of the diagrams are defined by the geometry of the differential used in the particular embodiment. Their sign is defined by the choice of the abscissa axis oriented on the figures from left to right.
  • the differences between on the one hand the abscissas corresponding to the first intermediate subassembly, the second intermediate subassembly, the primary subassembly, the complementary subassembly and, on the other hand, the abscissa corresponding to the driving subassembly. are marked respectively by ⁇ l, ⁇ 2, ⁇ 4 and ⁇ 5.
  • the differences between on the one hand the abscissas corresponding to the first intermediate subset, the second intermediate subset, the primary subset, the complementary subset and the other the abscissa corresponding to the immobile subset are marked respectively by xl, x2, x4 and x5.
  • the ordinates of the diagrams represent the angular velocities of the various subsets related to the speed of the primary subset.
  • the primary subassembly, the first intermediate subassembly, the second intermediate subassembly, the driving subassembly, the complementary subset and the immobile subset are denoted respectively by the symbols e, he, i2, p, c and o.
  • This inductor comprises an induction coil 2 supplied with an electric current supplied by the source 3;
  • the magnetizable fluid 4 generally in powder form, subjected to the magnetic field produced by the supply current of the induction coil.
  • electromagnetic powder brakes are provided with various deflectors and baffles to maintain the powder between the armature and the inductor when no current is supplied to the induction coil. These deflectors and baffles are not shown in FIG. 1.
  • the electromagnetic powder brakes used in the gearboxes which are the subject of the invention may be of a type different from that shown in FIG. 1.
  • inductor may have a U-shaped revolution within which the armature is located; in such a configuration, there is a double volume of magnetizable powder.
  • the PS 12 planet carrier chassis which provides rotation guidance satellites such as Sl, S2a and S2b. Satellites such as S2a are linked in rotation with satellites such as S1. When the number of teeth nS2a satellites such as S2a is equal to the number of nS1 teeth of satellites such as Sl, a satellite such as S2a forms with a satellite such as Sl, a common satellite. Satellites such as S2b mesh on the one hand with satellites such as S2a and on the other hand with the sun gear P2. Satellites such as Sl mesh with the sun gear Pl;
  • crown C2 comprising nC2 teeth, which meshes with the satellites such as S2a.
  • the first secondary element which identifies with the sun gear P2 and which drives the first intermediate shaft Ail;
  • satellites such as S1 linked in rotation with satellites such as S2.
  • the number of nS1 teeth of satellites such as S1 is equal to the number of nS2 teeth of satellites such as S2, a satellite such that S1 forms with a satellite such as S2, a common satellite;
  • the PS 12 planet carrier chassis which provides rotation guidance satellites such as Sl and S2;
  • the ring C1 comprising nCl teeth, which meshes with the satellites such as Sl;
  • the ring C2 comprising nC2 teeth, which meshes with the satellites such as S2;
  • the first secondary element which identifies with the ring C2 and which drives the first intermediate shaft Ail;
  • the first freewheel R1 interposed between an element of the stationary subassembly and the shaft Aps linked in rotation with the planet carrier carrier PS 12;
  • the differential is designed so that:
  • two cases must be distinguished according to whether ⁇ 14> 1 or ⁇ 14 ⁇ 1, that is to say according to whether ⁇ ilref is greater than or less than 1.
  • FIGS. 4b, 4c, 4g and 4h The situations for which the relative slip ⁇ p is negative are shown in FIGS. 4b, 4c, 4g and 4h.
  • FIGS. 4d, 4e, 4i and 4j The situations for which the relative slip ⁇ p is positive are shown in FIGS. 4d, 4e, 4i and 4j.
  • the first freewheel is oriented to satisfy the following condition:
  • the relative sliding of the armature of the electromagnetic powder brake is negative and minimal when the first freewheel is blocked and the relative sliding of the armature of the electromagnetic powder brake is maximum and equal to 1 when the second freewheel is blocked.
  • FIGS. 4a to 4j are distinguished according to the geometric characteristics of the differentials of the primary systems to which they apply, as indicated in paragraphs [0053] and [0054].
  • ⁇ 14 ⁇ ilref> 1.
  • FIGS. 5 and 6 which show an exemplary implementation of a primary system according to the second and third particular embodiments of the invention respectively, there is also a distinction between
  • the PS2 satellite carrier chassis comprising nC2 teeth, the sun gear P2, the ring gear C2, the PS2 planet carrier frame and the satellites carried by this frame forming the second single planetary gear of the differential, situated on the side opposite to that of the secondary transmission;
  • the first freewheel R5 interposed between the second intermediate shaft Ai2 and the first intermediate shaft Ail.
  • Satellites carried by the PS2 carrier chassis such as S2a and S2b. Satellites such as S2a mesh on the one hand with satellites such as S2b and on the other hand with the C2 crown. Satellites such as S2b also mesh with the P2 sun gear;
  • the first secondary element which identifies with the carrier chassis PSl and which drives the first intermediate shaft Ail;
  • the first complementary element which identifies with the planet carrier carrier PS2, connected in rotation with the first intermediate shaft Ail via the complementary shaft Ac;
  • the first secondary element which identifies with the carrier chassis PSl and which drives the first intermediate shaft Ail;
  • the first complementary element which identifies with the ring C2, connected in rotation with the first intermediate shaft Ail via the complementary shaft Ac;
  • the differential of the primary system shown in FIG. 6 is characterized geometrically by the ratios ⁇ 1 and ⁇ 2 defined according to the relationships: ⁇ 1 ⁇ nP1 / nCl and X1 ⁇ nP2 / nC2.
  • the differential is designed so that:
  • the situations for which the relative slip ⁇ p is negative are shown in FIGS. Figures 7b and 7c.
  • the first freewheel must be oriented to meet one of the following three conditions: ( ⁇ i2> 0), ( ⁇ il> 0), ( ⁇ il> ⁇ i2).
  • the second freewheel may be interposed between two of the following subsets: the primary subassembly, the first intermediate subassembly and the driving subassembly. It must be oriented to satisfy one of the following conditions, depending on the choice of subassemblies between which it is interposed:
  • the second freewheel is interposed between the piloting subassembly and the second intermediate subassembly. It must be oriented to satisfy the following condition:
  • FIGS. 7a to 7e are distinguished according to the geometric characteristics of the differentials of the primary systems to which they apply, as indicated in paragraphs [0060] and [0061].
  • the ring C2 comprising nC2 teeth
  • Satellites carried by the PS2 carrier chassis such as S2a and S2b. Satellites such as S2a mesh on the one hand with satellites such as S2b and on the other hand with the C2 crown. Satellites such as S2b also mesh with the P2 sun gear.
  • the sun gear P2, the planet carrier carrier PS2, the ring gear C2 and the satellites such as S2a and S2b form the second single planetary gear of the differential, located on the side opposite that of the secondary transmission;
  • the first secondary element which identifies with the planet carrier carrier PS2 and which drives the first intermediate shaft Ail;
  • the first complementary element which identifies with the ring C2, rotatably connected to the second intermediate shaft Ai2 through the complementary shaft Ac;
  • Satellites carried by the PSl carrier chassis such as SIa and SIb. Satellites such as SIa meshing with satellites such as SIb and with Cl crown. Satellites such as SIb also mesh with sun gear Pl;
  • the first secondary element which identifies with the planet carrier carrier PS2 and which drives the first intermediate shaft Ail;
  • FIGS. 10a to 10e correspond to the differentials designed so that ⁇ l4 is less than 1.
  • FIGS. 1Of to 1Oj correspond to the differentials designed so that ⁇ l4 is greater than 1.
  • the limit common to these two series of figures corresponds to the differentials designed so that ⁇ l4 is equal to 1.
  • ⁇ il ⁇ ilref ⁇ ( ⁇ l2. ⁇ 24)
  • ⁇ p (coc / ⁇ e) ⁇ 0.
  • Figures 10b , 10c, 10g and 10h The situations for which the relative slip ⁇ p is positive are shown in FIGS. 10d, 10e, 10i and 10j.
  • the first freewheel must be oriented to meet one of the following three conditions:
  • the relative slip of the armature of the electromagnetic powder brake is in this blockage situation of the first free wheel, negative and minimal.
  • the second freewheel must be interposed between two of the following subsets: the primary subassembly, the second intermediate subassembly and the driving subassembly. It must be oriented to satisfy one of the following conditions, depending on the choice of subassemblies between which it is interposed:
  • the relative sliding of the armature of the electromagnetic powder brake is in this situation of blocking the second freewheel, maximum and equal to 1.
  • the second freewheel interposed between the primary subassembly and the first intermediate subassembly. It must be oriented to satisfy the following condition:
  • the relative slip of the armature of the electromagnetic powder brake is in this situation of blocking the second free wheel, maximum and positive.
  • FIGS. 10a to 10j are distinguished according to the geometric characteristics of the differentials of the primary systems to which they apply, as indicated in paragraphs [0068] and [0069].
  • the crown C2 comprising nC2 teeth, the sun gear P2, the planet carrier carrier PS2, the ring gear C2 and the satellites carried by this frame forming the second single planetary gear of the differential, located on the opposite side from that of the secondary transmission;
  • Satellites carried by the PSl carrier chassis such as SIa and SIb. Satellites such as SIa meshing with satellites such as SIb and with Cl crown. Satellites such as SIb also mesh with sun gear Pl;
  • the first secondary element which identifies with the ring C1 and which drives the first intermediate shaft Ail; the second secondary element which identifies with the planet carrier carrier PS2 and which drives the second intermediate shaft Ai2;
  • the first complementary element which identifies with the ring C2, rotatably connected to the first intermediate shaft Ail via the complementary shaft Ac;
  • Figures 13a to 13j show the kinematic diagrams corresponding to the sixth and seventh particular embodiments of the invention.
  • ⁇ i2ref ⁇ ( ⁇ 21 .ilref) ( ⁇ 21. ⁇ l4) with ⁇ 21 ⁇ ( ⁇ 2 / ⁇ l).
  • the differential is designed so that:
  • two particular cases must be distinguished according to whether ⁇ l4 is less than or greater than 1, that is to say according to whether ⁇ ilref is less than or greater than 1.
  • Figures 13a to 13e correspond to the differentials designed so that ⁇ ilref is less than 1. In this case, the relationship ⁇ l4 ⁇ (1 / ⁇ 21) is automatically satisfied.
  • Figures 13f to 13j correspond to the differentials designed so that ⁇ ilref is greater than 1. In this case, the two simple planetary gear constituting the differential must be designed so that the relationship ⁇ l4 ⁇ (1 / ⁇ 21) is satisfied.
  • the relative slip of the armature of the electromagnetic brake to powder is in this situation of blocking the first freewheel, negative and minimal.
  • the second freewheel must be interposed between two of the following subsets: the first intermediate subassembly, the second intermediate subassembly and the driving subassembly. It must be oriented to satisfy one of the following conditions, depending on the choice of subsets between which it is interposed:
  • the relative slip of the armature of the electromagnetic powder brake is in this situation of blocking the second free wheel, maximum and positive.
  • the second freewheel interposed between on the one hand the primary subassembly and on the other hand the pilot subassembly or the second intermediate subassembly. It must be oriented to satisfy, as the case may be, one of the following conditions:
  • the relative slip of the armature of the electromagnetic powder brake is in this situation of blocking of the second freewheel, maximum and equal to 1.
  • FIGS. 13e and 13j The situation corresponding to the blocking of the second freewheel interposed between the primary and the second subassembly intermediate subassembly is shown in Figures 13e and 13j by line III.
  • the relative slip of the armature of the electromagnetic powder brake is in this situation of blocking the second free wheel, maximum and positive.
  • FIGS. 13a to 13j are distinguished according to the geometric characteristics of the differentials of the primary systems to which they apply, as indicated in paragraph [0076].
  • the kinematic diagrams shown in FIGS. 13a to 13e apply to the primary systems shown in FIGS. 11 and 12.
  • the kinematic diagrams shown in FIGS. 13f to 13j apply to the variants of these primary systems.
  • FIG. 14 which shows a first example of implementation of the primary system according to the eighth particular embodiment of the invention, there are also:
  • the sun gear P having nP teeth
  • the crown C comprising nc teeth, the sun gear P, the ring gear C, the planet carrier frame PS and the satellites carried by this frame forming the single planetary gear of the differential;
  • Satellites carried by the PS carrier chassis such as Sa and Sb. Satellites such as Sa mesh on the one hand with the satellites such as Sb and on the other hand with the crown C. The satellites such as Sb also mesh with the sun gear P;
  • the primary element which merges with the first secondary element and which identifies with the PS carrier chassis, driven by the common shaft section to the primary shaft Ae and the first intermediate shaft Ail;
  • the sun gear P2 having nP2 teeth; the sun gear Pl, the sun gear P2, the planet carrier PS and the satellites carried by this frame forming the single planetary gear of the differential;
  • the primary element which merges with the first secondary element and which identifies with the sun gear P1, driven by the shaft section common to the primary shaft Ae and to the first intermediate shaft Ail;
  • the second secondary element which identifies with the carrier carrier PS and which drives the second intermediate shaft Ai2;
  • Satellites carried by the PS carrier chassis such as S2 and S12, each of the satellites such as S12 meshing with a satellite such as S2. Satellites such as S 12 also meshing with the sun gear P1 and satellites such as S2 also meshing with the sun gear P2;
  • the first freewheel R1 interposed between an element of the stationary subset and the planet carrier PS; the second freewheel R4 interposed between the control shaft Ap and the primary shaft Ae;
  • the differential of the primary systems shown in FIG. 15 is geometrically characterized by the ratio ⁇ defined according to the relation: ⁇ ⁇ nP1 / nP2.
  • the second freewheel can be interposed between two of the following three distinct subassemblies: the primary subassembly merged with the first intermediate subassembly, the second intermediate subassembly and the pilot subassembly. . It must be oriented to satisfy one of the following conditions, depending on the choice of subassemblies between which it is interposed:
  • FIGS. 16a to 16e are distinguished according to the geometric characteristics of the differentials of the primary systems to which they apply, as indicated in paragraphs [0081] to [0082].
  • FIGS. 17 and 18 which show an exemplary implementation of the primary system according to the ninth and tenth particular embodiments of the invention respectively, there are also:
  • the crown C2 comprising nC2 teeth, the sun gear P2, the planet carrier carrier PS2, the ring gear C2 and the satellites carried by this frame forming the second single planetary gear of the differential, located on the opposite side from that of the secondary transmission;
  • the primary element which merges with the first secondary element and which identifies with the ring C1, driven by the common shaft section to the primary shaft Ae and the first intermediate shaft Ail; the second secondary element which identifies with the planet carrier carrier PS2 and which drives the second intermediate shaft Ai2;
  • the situations for which the relative slip ⁇ p is negative are shown in the figures 19b and 19c.
  • the situations for which the relative slip ⁇ p is positive are shown in Figures 19d and 19e.
  • the first freewheel must be oriented to meet one of the following three conditions:
  • the second freewheel can be interposed between two of the following three subassemblies: the primary subassembly merged with the first intermediate subassembly, the complementary subassembly and the driving subassembly. It must be oriented to satisfy one of the following conditions, depending on the choice of subassemblies between which it is interposed:
  • FIGS. 19a to 19e are distinguished according to the geometric characteristics of the differentials of the primary systems to which they apply, as indicated in paragraph [0088].
  • FIGS. 20 and 21 which show an exemplary implementation of the primary system according to the eleventh and twelfth particular embodiments of the invention respectively, there are also:
  • the crown C2 comprising nC2 teeth, the sun gear P2, the planet carrier carrier PS2, the ring gear C2 and the satellites carried by this frame forming the second single planetary gear of the differential, located on the opposite side from that of the secondary transmission; the satellites carried by the planet carrier carrier PS2, such as S2 meshing with the sun gear P2 and with the ring gear C2;
  • the first simple planetary gear so that it is double satellites and not single satellites as shown in FIG.
  • ⁇ l - nP1 / nCl
  • ⁇ 2 nP2 / nC2.
  • Satellites carried by the PSl carrier chassis such as SIa and SIb. Satellites such as SIa meshing with satellites such as SIb and with Cl crown. Satellites such as SIb also mesh with sun gear Pl;
  • the first complementary element which identifies with the ring C2 connected in rotation via the complementary shaft Ac to the third complementary element which identifies with the ring C1;
  • the first simple planetary gear so that it is simple satellites and not double satellites as shown in FIG.
  • ⁇ l ⁇ nP1 / nCl and ⁇ 2 nP2 / nC2.
  • the differential is designed such that:
  • two particular cases must be distinguished according to whether ⁇ 54 is less than or greater than 1, that is to say according to whether ⁇ créf is less than or greater than 1.
  • FIGS. 22a to 22e correspond to the differentials designed for ⁇ créf to be less than 1.
  • the relation ⁇ 54 ⁇ (1 / ⁇ 25) is automatically satisfied.
  • FIGS. 22f to 22j correspond to the differentials designed for ⁇ créf to be greater than 1.
  • the two single planetary gears constituting the differential must be designed so that the relation ⁇ 54 ⁇ (1 / ⁇ 25) is satisfied.
  • the situation for which the sliding of the armature of the electromagnetic powder brake is zero is shown in FIGS. 22a and 22f.
  • the relative sliding of the armature of the electromagnetic brake to powder is in this situation of blocking the first freewheel, negative and minimal.
  • the second freewheel must be interposed between two of the following three subassemblies: the complementary subassembly, the second intermediate subassembly and the driving subassembly. It must be oriented to satisfy one of the following conditions, depending on the choice of subsets between which it is interposed:
  • the relative sliding of the armature of the electromagnetic powder brake is in this situation of blocking the second free wheel, positive and maximum.
  • the second freewheel interposed between firstly the primary subassembly merged with the first intermediate subassembly and secondly the pilot subassembly or the second intermediate subassembly. It must be oriented to satisfy, as the case may be, one of the following conditions:
  • the relative slip of the armature of the electromagnetic powder brake is in this situation of blocking the second free wheel, maximum and positive.
  • the kinematic diagrams shown in FIGS. 22a to 22j are distinguished according to the geometric characteristics of the differentials of the primary systems to which they apply, as indicated in paragraphs [0095] and [0096].
  • ⁇ l ⁇ (1 - ⁇ 54) / ⁇ 54 and ⁇ 2 ⁇ (1 - ⁇ 25) / ⁇ 25 ⁇ 54 1 / ( 1 + ⁇ 1) and ⁇ 25 ⁇ 1 / (1 + ⁇ 2)
  • the kinematic diagrams shown in FIGS. 22a to 22e apply to the primary system shown in FIG. 20.
  • the kinematic diagrams shown in FIGS. 22f to 22j apply to the variant of this primary system.
  • FIGS. 22a to 22e apply to the primary system shown in FIG. 21.
  • the kinematic diagrams shown in FIGS. 22f to 22j apply to the variant of this primary system.
  • FIG. 23 shows a first exemplary embodiment of gearboxes.
  • FIG. 24 shows a second embodiment of gearboxes.
  • Figure 25 shows a third embodiment of gearboxes.
  • the secondary element of the secondary transmission is driven at an angular velocity ⁇ s such that ⁇ s ⁇ 0 and if the first primary element is driven at an angular velocity col> 0, the third primary element being immobilized, the secondary element of the Secondary transmission is driven at an angular velocity ⁇ s such that: 0 ⁇ s ⁇ col.
  • the electromagnetic powder brake CO the inductor of which is kept immobile and whose armature is rotatably connected to the control shaft;
  • the second secondary element of the differential This is the crown C in FIG. 23, the planet carrier frame PS 12 in FIG. 24 and the ring gear C2 in FIG. 25; - the tertiary element of the differential.
  • the first brake F1 whose moving element is rotatably connected to the first primary element of the secondary transmission, which is identified in FIGS. 23 and 24 to the sun gear P3 and in FIG. 25 to the assembly formed of the sun wheels P3; , P4a and P4b which are linked in rotation, the first two by an Al shaft and the last two by their meshing with the S4 satellites mounted idle on the PS4 carrier chassis;
  • the second brake F2 the movable element of which is connected in rotation to the second primary element of the secondary transmission, which is identified in FIGS. 23 and 24 to the carrier carrier PS34 and in FIG. 25 to the carrier chassis PS4;
  • the satellites Sa and Sb mounted idle on the PS carrier chassis, the satellites Sa meshing with the satellites Sb, the satellites Sa meshing with the crown C and the satellites Sb with the sun gear P;
  • the S34 and S4 satellites mounted idly on the PS34 carrier chassis, the S34 satellites meshing with the S4 satellites, with the C34 crown and with the P3 sun gear, the S4 satellites meshing with the P4 sun gear; the secondary shaft As;
  • the satellites S1 and S2 mounted idly on the planet carrier carrier PS 12, the satellites S1 being connected in rotation with the satellites S2, the satellites S1 meshing with the sun gear P1 and with the ring C1, the satellites S2 meshing with the ring gear C2;
  • the S34 and S4 satellites mounted idly on the PS34 carrier chassis, the S34 satellites meshing with the S4 satellites, with the C34 crown and with the P3 sun gear, the S4 satellites meshing with the P4 sun gear;
  • FIG. 25 also recognizes:
  • the satellites S1, S2a and S2b mounted idle on the planet carrier carriers PS1 and PS2 linked in rotation, the satellites S2a meshing with the satellites S2b, the satellites S2a also meshing with the ring gear C2, the satellites S2b also meshing with the sun gear P2, the satellites S1 meshing with the sun gear P1 and the ring C1;
  • the S3 satellites mounted idle on the PS3 planet carrier chassis, the S3 satellites meshing with the sun gear P3 and the ring gear C3;
  • the S4 satellites mounted idle on the PS4 planet carrier chassis, the S4 satellites meshing with the P4a and P4b planet gears as well as with the C4 crown;
  • the first freewheel R9 which imposes on the complementary shaft Ac a speed greater than or equal to 0;
  • Pp and Mp respectively denote the power and torque moment developed in the electromagnetic powder brake. According to our hypothesis, Pp is always negative or zero;
  • Jk the mass moment of inertia of the subset k, determined with respect to its axis of rotation
  • Rk - ⁇ Jk. [D ( ⁇ k) / dt] ⁇ ;
  • Mj the moment of the torque supplied to an element j of the differential by the subset k.
  • the primary element and the first secondary element of the differential coinciding Ml is equal to M4, Mfil is equal to Mfe, RiI is equal to Re, the first and fourth preceding relations are replaced by the equilibrium common relation of the primary subset and the first intermediate subset:
  • the dynamic study of the secondary transmission makes it possible to know the moments of the pairs M1 and Mi2, for each particular activation of the clutches and brakes interposed between this secondary transmission and the primary system.
  • the torque moment Mi applied to this intermediate sub-assembly - Mil or Mi2 as the case may be - is determined by the dynamic equilibrium of the secondary transmission as a function of the torque applied by the ground to the wheels of the vehicle, as a function of the kinematic and dynamic variables characteristic of the secondary transmission as well as of the elements which it drives and, if appropriate, as a function of the friction torque developed by the one of the brakes when this brake slips.
  • M4 * ⁇ .
  • M4 M4 * (l / ⁇ ). M4.
  • the adaptation of the moment Mp allows in particular the gradual cancellation of the slip in the electromagnetic powder brake, from a situation for which there was slip, ⁇ il then becomes equal to ⁇ ilref and ⁇ i2 to ⁇ i2ref.
  • ⁇ il then becomes equal to ⁇ ilref and ⁇ i2 to ⁇ i2ref.
  • the support of the driver's foot on the accelerator imposes the load on the engine, the angular position of the throttle valve at the inlet of the suction channels or the positioning of any other similar device, on gasoline engines and the amount of fuel injected, on diesel engines.
  • the value of the moment torque Me is deduced for any measured load, as the case may be by a position sensor or a flow sensor.
  • the adaptation of the moment Mp to the moment value Me with a view to modifying or canceling the slip in the electromagnetic powder brake is defined by the simultaneous solution of the kinematic and dynamic differential equations specified in paragraphs [0106] and [0110]. ]. It is implemented by the means for calculating, producing and controlling the driving electric current Ip, on the basis of the information provided by speed sensors measuring at all times the speeds of the subassemblies and the speed of the secondary shaft of the gearbox, by an accelerator position sensor, by measuring the engine load as well only by sensors indicating which clutches and / or brakes interposed between the primary system and the secondary transmission are kept closed.
  • the adaptation of the moment Mp may in particular be chosen to ensure the passage of an initial situation for which the angular velocity and the angular acceleration of the piloting subassembly are respectively equal to ⁇ pO and d ( ⁇ ) / dt, a situation at time ⁇ for which its angular velocity and its angular acceleration are respectively equal to ⁇ pl and d ( ⁇ pl) / dt.
  • Ip * being the current which develops in the electromagnetic powder brake the torque moment Mp *:
  • the inductor develops a moment torque Mp such that the power Pp remains negative and the armature slides.
  • the driving subassembly In the absence of magnetization in the electromagnetic powder brake, the driving subassembly is driven by an angular velocity ⁇ p nonzero as soon as powers are applied to the intermediate and primary subassemblies. In this situation, the angular velocity ⁇ p of the driving sub-assembly can be canceled by continuously increasing the driving current Ip and, after being canceled, this angular velocity ⁇ p remains zero while maintaining a driving current Ip greater than Ip * . Conversely, if the driving current Ip initially greater than Ip * is reduced below this value and is maintained there, the piloting subassembly ceases to be stationary.
  • the modulation of the driving current Ip allows, in the gearboxes object of the invention, the action of the electromagnetic powder brake mainly according to one of the following six driving modes:
  • a third demagnetization control mode for which the driving current Ip is chosen in the opposite direction to the current Ip * and in a very weak modulus with respect to Ip *, in order to demagnetize the armature initially magnetized by a current Ip of the same sign as Ip * and to cancel immediately the moment Mp;
  • a fourth steering mode referred to as slip adaptation mode - most often slip reduction mode, for which the driving current Ip is continuously modified in relation to the load on the motor to adapt the slip in the electromagnetic powder brake ;
  • a fifth slip slip control mode which is a special case of the slip reduction mode, for which the driving current Ip and the load on the motor is continuously modified in relation to the load on the engine to reduce progressively sliding in the electromagnetic powder brake to a zero value, these modifications being chosen to simultaneously cancel the sliding and its derivative with respect to time;
  • a sixth control mode known as breaking of the transmitted torque, for which the driving current Ip is rapidly lowered to a zero value or sufficiently low compared to Ip * to develop a torque of moment Mp sufficiently reduced and to allow a sensible slip in the electromagnetic powder brake.
  • gearboxes which incorporate a hydraulic torque converter or a hydraulic coupler, for which the sliding in these bodies can not be modified
  • the control of the electromagnetic brake to powder in dependence of the load on the engine or if necessary by simultaneously controlling the margin margin this load allows the control of the sliding in this body.
  • Maintaining the closing of the first brake and the third clutch allows two sets of gear ratios forward ⁇ 2 - ( ⁇ s2 / ⁇ e) ⁇ respectively such that: 0 ⁇ 2 ⁇ 2ref, ⁇ 2ref ⁇ ⁇ 2 ⁇ 2max;
  • sun gear P 33 teeth
  • crown C 71 teeth
  • planetary P3 35 teeth
  • planetary P4 27 teeth
  • crown C34 71 teeth
  • sun gear Pl 47 teeth
  • Cl crown 79 teeth
  • Sl satellites 16 teeth
  • sun gear Pl 27 teeth
  • Cl crown 61 teeth
  • planetary P2 31 teeth
  • the engine speed ooe can not become lower than a ⁇ ecal speed which would cause the engine stall under the action of the resistant torque of the vehicle. If the engine speed ⁇ e tends to fall below ⁇ ecal when two clutches and / or brakes are kept closed, it is necessary:
  • the electromagnetic powder brake is controlled according to the degaussing mode if the electromagnetic powder brake is initially magnetized and remains unpowered current. if he was not initially magnetized.
  • the electromagnetic powder brake When starting the vehicle forward - operation of the gearbox in D - or in reverse - operation of the gearbox in R - from the position N or P, usually one actuates a brake and closing a clutch interposed between the second intermediate subassembly and the secondary transmission, so as to select a set of gear ratios, usually the set allowing the greatest reduction in the speed of the engine, said first range .
  • closing the clutch imposes the blocking of the first freewheel. This blocking prevents the second intermediate subassembly from rotating in the direction opposite to the direction of rotation of the motor and thus prohibits the recoil of the vehicle.
  • closing the clutch requires the blocking of the first freewheel, preventing the vehicle from moving forward.
  • the driving current Ip is gradually increased.
  • the slip is sufficiently reduced and the vehicle has reached a sufficient speed ⁇ vl, it is possible to control the electromagnetic powder brake according to the slip cancellation mode before controlling the electromagnetic powder brake according to the mode of maintaining the absence. slip. he it is thus possible to obtain a smooth start without shock and then progress as quickly as desired to a clutch state without slip.
  • the driver if the driver lifts the foot of the accelerator when the vehicle has not reached a certain speed ⁇ v2 ⁇ vl, it first drives the electromagnetic powder brake in drag mode and then, when the accelerator is pressed, it returns to the slip adaptation mode, the slip reduction mode or the slip cancellation mode; if the driver lifts the foot of the accelerator while the vehicle has exceeded the speed (ûv2, we can maintain the initial pilot mode, reducing the initial driving Ip current while maintaining a value greater than or equal to Ip * if the initial mode is to maintain the absence of slip, the driving current Ip is then increased when the driver presses again on the accelerator or adapting accordingly the initial driving current Ip if the initial mode was with sliding.
  • the activation change of clutches and / or brakes interposed between the primary system and the secondary transmission is done with a control of the electromagnetic powder brake according to the mode of maintaining the absence of slip or according to the mode of adaptation of the sliding, one can, during the change of activation modify the tightening torques of these clutches and / or brakes by an all-or-nothing control, or to adapt in a continuous way the tightening torques.
  • the electromagnetic powder brake will preferably be controlled according to the sliding adaptation mode after the change of activation of the clutches and / or brakes interposed between the primary system and the secondary transmission if this mode has been used during the change of activation.

Abstract

L'invention concerne une boîte de vitesses automatique pour véhicule automobile comportant essentiellement plusieurs trains planétaires d'engrenages ainsi que plusieurs freins (F1 , F2) et embrayages (E1,E2,E3,E4). Cette boîte de vitesses n'utilise pas de convertisseur de couple mais un système primaire pilotable comportant notamment un frein électromagnétique à poudre (C0), dont l'inducteur lié au carter, comprend une bobine d'induction alimentée par un courant électrique (Ip) et dont l'induit est lié à un élément (P1) d'un différentiel. Le pilotage de ce frein électromagnétique à poudre (C0) selon divers modes permet de contrôler le glissement de l'induit ou de l'annuler et fournit ainsi soit deux ensembles de rapports de vitesses {ι= (ωs / ωe)}, soit un rapport de vitesses {ι = (ωs / ωe)} bien déterminés, pour chaque maintien de la fermeture d'un couple d'embrayages (E1,E3) ou d'un embrayage et d'un frein (E3,F1). Le pilotage du frein électromagnétique à poudre permet ainsi un démarrage progressif et des changements de vitesses sans choc.

Description

_ i _
Boîte de vitesses automatique pour véhicule automobile
[0001] L'invention concerne une boîte de vitesses automatique pour véhicule automobile, comportant essentiellement plusieurs trains planétaires d'engrenages ainsi que plusieurs freins et embrayages, généralement du type à disques et à commande hydraulique.
[0002] L'un des objectifs recherché dans les boîtes de vitesses automatiques répondant à cette définition générale est l'augmentation substantielle de l'ouverture de la boîte - définie comme le quotient du rapport de vitesses en marche avant le plus élevé par le rapport de vitesses en marche avant le plus faible - tout en conservant un saut de vitesses aussi faible que possible lors des passages d'un rapport de vitesses au rapport voisin. Ces deux sujétions contradictoires qui visent à réduire la perte d'énergie dans la transmission de la puissance motrice aux roues du véhicule automobile, tout en préservant le confort d'utilisation, ne peuvent être rencontrées que par une élévation du nombre de rapports de vitesses.
[0003] Deux autres objectifs recherchés dans les boîtes de vitesses automatiques sont d'une part la réduction des réactions d'inertie des organes en mouvement et d'autre part la réduction des frottements. La réduction des réactions d'inertie des organes en mouvement implique que les vitesses de ces organes soient aussi faibles que possible et que ces vitesses ne s'inversent pas lors des passages d'un rapport de vitesses aux rapports immédiatement voisins. La réduction des frottements implique des vitesses relatives entre les éléments primaires et secondaires des freins et embrayages aussi faibles que possible ainsi que des vitesses de roues des trains planétaires par rapport à leurs guidages aussi réduites que possible.
[0004] Le brevet EP 0 434 525 et la demande de brevet US 2002/0142880 décrivent deux boîtes de vitesses automatiques pour véhicule automobile, conçues pour rencontrer les objectifs cités aux paragraphes [0002] et [0003]. Dans ces boîtes de vitesses, au départ d'un arbre primaire, sont crées deux chemins de puissance, le premier par l'arbre lui-même, par un réducteur de vitesses ou encore par un multiplicateur de vitesses, le second par un réducteur de vitesses ou par un multiplicateur de vitesses, l'élément primaire de ces réducteurs ou multiplicateurs étant lié à l'arbre primaire, l'élément secondaire de ces réducteurs ou multiplicateurs créant le chemin de puissance correspondant. Il en résulte des rapports de vitesses entre les deux chemins de puissance et l'arbre primaire qui restent immuables.
[0005] Les boîtes de vitesses citées au paragraphe [0004] comportent en outre des embrayages, des freins et une transmission secondaire comprenant des trains planétaires. Un élément des trains planétaires est lié à l'arbre secondaire de la boîte de vitesses. Les éléments mobiles des freins et les éléments secondaires des embrayages sont liés en rotation avec les autres éléments des trains planétaires, les éléments primaires des embrayages sont liés en rotation avec l'un des chemins de puissance. Le maintien de la fermeture d'un embrayage et d'un frein ou de deux embrayages ainsi que l'ouverture corrélative des autres embrayages et freins impose un rapport de vitesses particulier entre l'arbre secondaire et l'arbre primaire de la boîte de vitesses. En dehors des phases transitoires de changement de rapports de vitesses, les freins et embrayages fonctionnent en tout ou rien.
[0006] Les boîtes de vitesses citées au paragraphe [0004] sont ainsi organisées pour délivrer en marche avant, respectivement six et huit rapports de vitesses. Malgré ce nombre important de rapports en marche avant, l'ouverture de ces boîtes reste insuffisant pour éliminer le convertisseur de couple disposé entre le moteur du véhicule et la boîte de vitesses, et même si l'ouverture de ces boîtes était jugée suffisante, le convertisseur de couple resterait nécessaire pour assurer le démarrage progressif du véhicule. C'est la raison pour laquelle, dans la demande de brevet US 2002/0142880 et dans certaines variantes du brevet EP 0 434 525, comme dans la plupart des boîtes de vitesses automatiques modernes pour véhicule automobile à nombre discret de rapports de vitesses, on a recours à un organe d'accouplement du type convertisseur de couple hydrocinétique ou du type coupleur hydrocinétique.
[0007] Dans la demande de brevet US 2002/0142880 et dans l'une des variantes du brevet EP 0434 525, l'élément primaire du convertisseur de couple hydrocinétique auquel on a recours, c'est-à-dire son impulseur est entraîné directement par le volant du moteur, l'élément secondaire du convertisseur, c'est-à-dire sa turbine, entraîne l'arbre primaire de la boîte de vitesses.
[0008] Avec une telle organisation, il se produit un glissement dans le convertisseur de couple quels que soient l'action du conducteur sur l'accélérateur du moteur, les réglages du moteur ainsi que les états de commande des embrayages et des freins. Ce glissement ne peut être contrôlé.
[0009] Si le convertisseur de couple est muni d'un embrayage dit de pontage qui permet la solidarisation de l'impulseur et de la turbine, on peut supprimer le glissement dans le convertisseur en fermant l'embrayage de pontage, mais lors de la fermeture ou de l'ouverture de cet embrayage, il se produit un léger choc inévitable.
[0010] Lorsqu'on munit la boîte de vitesses d'un convertisseur de couple selon cette organisation, la vitesse de l'arbre primaire est :
- inférieure à celle du moteur lorsque le convertisseur n'est pas muni de l'embrayage de pontage ou lorsque cet embrayage est ouvert ;
- égale à celle du moteur lorsque le convertisseur est muni de l'embrayage de pontage et que cet embrayage est fermé. Dans tous les cas, que le convertisseur ne comporte pas ou comporte un embrayage de pontage et dans cette dernière hypothèse, que l'embrayage de pontage soit ouvert ou fermé, les rapports de vitesses entre les deux chemins de puissance et l'arbre primaire restent immuables, alors que le rapport de vitesses entre chaque chemin de puissance et le moteur est variable mais incontrôlable, sauf lorsque l'embrayage de pontage est fermé, mais au prix d'une discontinuité du rapport de vitesses lors de cette fermeture.
[0011] Dans une autre variante de la boîte de vitesses décrite dans le brevet EP 0 434 525, telle que revendiquée au n° 6, la boite de vitesses comporte deux arbres primaires et un organe d'accouplement du type convertisseur de couple hydrocinétique entraîné directement par le volant du moteur. Le premier arbre primaire est solidaire de l'impulseur du convertisseur de couple hydrocinétique et est l'élément d'entrée du premier chemin de puissance. Le second arbre primaire est entraîné par l'élément secondaire de la turbine du convertisseur de couple hydrocinétique et est l'élément d'entrée du deuxième chemin de puissance. Le premier chemin de puissance tourne à la vitesse du moteur ou à une vitesse différente selon un rapport de vitesses fixé, selon qu'il ne comporte pas ou qu'il comporte un réducteur ou un multiplicateur. Le deuxième chemin de puissance tourne à une vitesse différente de celle de la turbine du convertisseur de couple hydrocinétique, selon un rapport de vitesses fixé. Conformément à cette variante, le rapport de vitesses entre les deux chemins de puissance ne reste immuable que si l'embrayage de pontage existe et est fermé, la variation de ce rapport ne pouvant être contrôlée, sauf lorsque l'embrayage de pontage est fermé et au prix d'une discontinuité du rapport lors de cette fermeture. De même, le rapport de vitesses entre le deuxième chemin de puissance et le moteur est variable et ne peut être contrôlé, sauf lorsque l'embrayage de pontage est fermé et au prix d'une discontinuité du rapport lors de cette fermeture. [0012] Le recours à un organe d'accouplement du type convertisseur de couple hydrocinétique dans les boîtes de vitesses automatiques présente l'inconvénient d'une perte de puissance par glissement lorsque le convertisseur est actif, sans que ce glissement puisse être contrôlé. En outre à l'arrêt, le véhicule tend à être entraîné à faible vitesse par l'action du convertisseur indépendamment d'une quelconque action du conducteur sur l'accélérateur du moteur. Il en résulte une perte d'énergie et dans certaines circonstances un inconfort. L'un des moyens utilisés pour empêcher cet entraînement consiste à ouvrir l'un des embrayages ou freins dont la fermeture ultérieure permet l'entraînement du véhicule selon le premier rapport de vitesses en marche avant ou en marche arrière. Le recours à ce moyen présente toutefois un inconvénient : lors de la fermeture dudit organe en vue de démarrer le véhicule, il peut se produire un phénomène vibratoire dans la boîte de vitesses, dû à des phénomènes de frottement dans ledit organe ainsi qu'à la progressivité mal contrôlée de sa commande. La boîte de vitesses objet de l'invention a l'ambition de remédier aux inconvénients liés à l'utilisation d'un organe d'accouplement du type convertisseur de couple hydrocinétique ou coupleur hydrocinétique.
[0013] La boîte de vitesses objet de l'invention comporte essentiellement, outre un carter et des paliers, le carter et les éléments qui lui sont fixés formant le sous- ensemble immobile :
- un arbre primaire et un arbre secondaire, guidés en rotation par rapport au carter, le premier entraîné directement par le moteur à sa vitesse angulaire ωe considérée comme positive, le second tournant à la vitesse angulaire ωs ;
- deux arbres internes au carter de la boîte de vitesses et coaxiaux à l'arbre primaire, appelés respectivement premier arbre intermédiaire et deuxième arbre intermédiaire ;
- au moins trois embrayages, l'élément primaire d'un embrayage au moins étant lié en rotation, directement et en permanence, au premier arbre intermédiaire, l'élément primaire d'un embrayage au moins étant lié en rotation, directement et en permanence, au deuxième arbre intermédiaire ;
- au moins deux freins ;
- des moyens généralement électro-hydrauliques de commande de la fermeture et de l'ouverture des embrayages et/ou freins ainsi que de maintien de leur fermeture ;
- une transmission secondaire comprenant un élément secondaire entraînant en permanence l'arbre secondaire selon un rapport de vitesses constant ainsi que trois éléments primaires, chacun des éléments primaires étant lié étant lié en rotation, directement et en permanence, avec au moins un élément secondaire d'un embrayage, deux des éléments primaires au moins étant liés en rotation, directement et en permanence, avec l'élément mobile d'un frein.
[0014] La boîte de vitesses objet de l'invention comporte en outre un système primaire dépourvu d'embrayage, dont l'entrée s'identifie à l'arbre primaire et dont chacune des sorties s'identifie à un arbre intermédiaire ; le système primaire étant constitué :
- d'un arbre de pilotage ;
- d'un frein électromagnétique à poudre, comprenant essentiellement un induit, un inducteur immobilisé par rapport au carter, cet inducteur étant muni d'au moins une bobine d'induction alimentée par un courant électrique de pilotage Ip magnétisant un fluide aimantable interposé entre l'inducteur et l'induit, ce fluide étant en particulier sous forme de poudre ;
- de moyens de calcul, de production et de contrôle du courant électrique de pilotage Ip, susceptibles d'être mis en oeuvre même en cas de maintien de la fermeture des embrayages et/ou des freins ;
- d'un différentiel formé d'un train planétaire de roues dentées comportant outre des satellites : - un élément primaire entraîné en permanence par l'arbre primaire, ces deux éléments formant avec les éléments qui leur sont liés le sous-ensemble primaire de la boîte de vitesses, en rotation à la vitesse ωe ;
- un premier élément secondaire entraînant en permanence le premier arbre intermédiaire, ces deux éléments formant avec les éléments qui leur sont liés le premier sous-ensemble intermédiaire de la boîte de vitesses, en rotation à la vitesse ωil ;
- un deuxième élément secondaire entraînant en permanence le deuxième arbre intermédiaire, ces deux éléments formant avec les éléments qui leur sont liés le deuxième sous-ensemble intermédiaire de la boîte de vitesses, en rotation à la vitesse ωi2 ;
- un élément tertiaire lié en permanence à l'induit du frein électromagnétique à poudre par l'intermédiaire de l'arbre de pilotage, ces trois éléments formant avec les éléments qui leur sont liés le sous-ensemble de pilotage de la boîte de vitesses, en rotation à la vitesse cop qui résulte de la valeur imposée au courant électrique de pilotage Ip et de l'équilibre dynamique du différentiel ; ce différentiel étant conçu de telle sorte que le rapport μi2 ≈ (coi2 / coe), variable en fonction du rapport μp = (ωp / ωe) et égal à μi2réf= (ωi2réf/ ωe) lorsque μp = 0, satisfait la relation :
0 < μi2réf < 1 ; et que le rapport μil = (ωil / coe), égal à μilréf = (ωilréf/ coe) lorsque μp = 0, satisfait la relation : μi2réf < μilréf ; - de deux roues libres ; la première roue libre étant disposée de manière à imposer que le rapport μi2 soit supérieur ou égal à μi2min = 0, l'égalité correspondant à son blocage ; la deuxième roue libre étant disposée de manière à imposer que le rapport μi2 soit inférieur ou égal à une valeur μi2max positive, l'égalité correspondant à son blocage. [0015] Dans les boîtes de vitesses objet de l'invention, telles que décrites aux paragraphes [0013] et [0014] :
- Le système primaire des boîtes de vitesses objet de l'invention comporte une entrée entraînée directement par le moteur. Il comporte deux sorties, chacune d'elles connectable à un élément primaire de la transmission secondaire. Puisque ce système primaire est pilotable, le rapport des vitesses de rotation de ses deux sorties est continûment adaptable par le choix du courant électrique Ip fourni à l'inducteur du frein électromagnétique à poudre.
- La transmission secondaire est le plus souvent réalisée sous la forme de deux trains planétaires simples, l'un des éléments du premier train simple étant lié en permanence à un élément du deuxième train simple ou formant avec lui un élément commun, un autre élément du premier train simple étant lié en permanence à un autre élément du deuxième train simple ou formant avec lui un élément commun.
- On comprend par entraînement direct de l'arbre primaire par le moteur, non seulement un entraînement à partir de son vilebrequin mais aussi un entraînement par fixation directe sur le volant moteur ou par l'intermédiaire d'un amortisseur de vibrations.
- L'induit du frein électromagnétique à poudre peut être fixé directement sur l'élément tertiaire du différentiel, l'arbre de pilotage étant alors formé par l'alésage de l'induit ou de l'élément tertiaire du différentiel.
- Le sous-ensemble primaire qui est formé de l'arbre primaire, de l'élément primaire du différentiel et des autres éléments qui leur sont liés en rotation à la même vitesse ωe, comporte deux extrémités ; son entrée est localisée au niveau de sa connexion avec le moteur ; sa sortie se confond avec l'élément primaire du différentiel.
- Le premier sous-ensemble intermédiaire qui est formé du premier arbre intermédiaire, du premier élément secondaire du différentiel et des autres éléments qui leur sont liés en rotation à la même vitesse ωil, comporte deux extrémités ; son entrée est localisée au niveau de sa connexion avec un élément primaire de la transmission secondaire ou avec l'élément primaire d'un embrayage, selon que cet embrayage est maintenu fermé ou glisse ; sa sortie se confond avec le premier élément secondaire du différentiel. L'entrée du premier sous-ensemble intermédiaire est multiple lorsque plusieurs embrayages sont interposés entre le premier arbre intermédiaire et plusieurs éléments primaires de la transmission secondaire.
- Le deuxième sous-ensemble intermédiaire qui est formé du deuxième arbre intermédiaire, du deuxième élément secondaire du différentiel et des autres éléments qui leur sont liés en rotation à la même vitesse ωi2, comporte deux extrémités ; son entrée est localisée au niveau de sa connexion avec un élément primaire de la transmission secondaire ou avec l'élément primaire d'un embrayage, selon que cet embrayage est maintenu fermé ou glisse ; sa sortie se confond avec le deuxième élément secondaire du différentiel. L'entrée du deuxième sous-ensemble intermédiaire est multiple lorsque plusieurs embrayages sont interposés entre le deuxième arbre intermédiaire et plusieurs éléments primaires de la transmission secondaire.
- Le sous-ensemble de pilotage comporte deux extrémités ; son entrée est localisée au niveau du fluide aimantable, à l'interface avec l'induit du frein électromagnétique à poudre ; sa sortie se confond avec l'élément tertiaire du différentiel.
[0016] Les boîtes de vitesses objet de l'invention, telles que décrites aux paragraphes [0013] et [0014] n'utilisent ni un organe d'accouplement du type convertisseur de couple hydrocinétique ou du type coupleur hydrocinétique, interposé entre le moteur et la boîte de vitesses, ni un réducteur ou un multiplicateur de vitesses mais un système primaire inclus à la boîte de vitesses, comportant un arbre de pilotage, un frein électromagnétique à poudre, des moyens de calcul, de production et de contrôle du courant électrique de pilotage Ip du frein électromagnétique à poudre, un différentiel et deux roue libres. [0017] A la différence des boîtes de vitesses automatiques connues qui utilisent un système passif constitué d'un convertisseur de couple et le cas échéant d'un ou de plusieurs réducteurs ou multiplicateurs, les boîtes de vitesses objet de l'invention utilisent un système primaire pilotable par variation du courant Ip de pilotage du frein électromagnétique à poudre.
[0018] L'utilisation combinée d'un différentiel et d'un frein électromagnétique à poudre dans le système primaire présente l'intérêt :
- d'imposer, par la valeur choisie pour Ip, le moment du couple développé par le frein électromagnétique à poudre, sans nécessiter une énergie importante, ce moment étant au premier ordre indépendant de la vitesse angulaire de l'induit, c'est-à-dire de son glissement, et indépendant de la température de fonctionnement dudit frein ;
- de permettre l'adaptation du glissement de l'induit et en particulier son annulation ou d'interdire tout glissement, selon la loi de pilotage imposée au courant Ip, en relation avec les autres moments appliqués au système primaire ;
- de faciliter l'alimentation électrique du frein électromagnétique à poudre et de permettre aisément son refroidissement, en particulier par un circuit d'eau ou d'huile.
[0019] L'utilisation complémentaire de deux roues libres présente l'intérêt de limiter les vitesses extrémales des éléments du différentiel et d'imposer en sortie du système primaire, un sens de rotation identique à celui du moteur, dans toutes les circonstances de transmission de puissance ou en cas d'absence de transmission de puissance par la boîte de vitesses.
[0020] Dans les boîtes de vitesses automatiques connues, à nombre discret de rapports de vitesses, comportant des embrayages et freins à commande hydraulique, il se produit lors des changements de rapports de vitesses, un choc dans la transmission de puissance. On organise généralement les boîtes de vitesses automatiques connues de - l i ce type pour que chaque rapport soit obtenu par la fermeture de deux embrayages ou d'un embrayage et d'un frein et pour qu'un changement de rapports de vitesses de n à n+1, de n à n+2, de n à n-1 ou de n à n-2, n'implique que l'ouverture d'un embrayage et/ou d'un frein suivie de la fermeture d'un autre embrayage et/ou d'un autre frein. Pour de telles boîtes de vitesses, les variations de pression appliquées aux embrayages et freins de la transmission secondaire qui interviennent dans le changement de vitesses sont plus faciles à commander puisqu'il n'y a que deux variations à chaque changement de rapports de vitesses. Malgré cette réduction au minimum du nombre d'embrayages ou de freins à commander, les chocs lors du changement de rapports de vitesses sont toujours difficilement évitables, même en adaptant temporairement la charge sur le moteur durant la phase de changement d'activation des freins et des embrayages et en modulant les variations de pression appliquées aux embrayages et freins qui interviennent dans les changements de rapports de vitesses.
[0021] Dans les boîtes de vitesses objet de l'invention, l'existence du paramètre supplémentaire de pilotage du frein électromagnétique à poudre facilite l'obtention d'un passage de vitesses sans choc. Il est en effet possible d'agir sur la loi de pilotage du frein électromagnétique à poudre conjointement à la charge du moteur, après le changement de l'ouverture et de la fermeture des embrayages et/ou des freins, alors que dans les boîtes connues, on ne peut plus intervenir par inexistence d'un degré de liberté qui permette de le faire. Après le changement de l'ouverture et de la fermeture des embrayages et/ou des freins, la boîte de vitesses objet de l'invention peut donc être pilotée avec glissement dans le frein électromagnétique à poudre pendant le temps nécessaire pour éviter toute suraccélération sensible sur l'arbre secondaire de la boîte de vitesses puis peut être pilotée sans glissement pour éviter toute déperdition énergétique. [0022] Une première réalisation particulière de l'invention conforme à la description présentée aux paragraphes [0013] et [0014] est caractérisée en ce que le différentiel du système primaire est conçu pour que le rapport μilréf soit différent de un, la première roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble immobile et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous- ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble primaire, du premier sous-ensemble intermédiaire, du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage.
[0023] Une deuxième réalisation particulière de l'invention conforme à la description présentée aux paragraphes [0013] et [0014] est caractérisée en ce que le différentiel du système primaire comporte en outre deux éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, le premier élément complémentaire étant lié en permanence au premier arbre intermédiaire par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le premier élément secondaire et l'élément tertiaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, les deux éléments complémentaires et le deuxième élément secondaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le premier train planétaire du différentiel est conçu pour que le rapport μilréf soit inférieur à 1, la première roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble immobile, du premier sous-ensemble intermédiaire et du deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble primaire, du premier sous- ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage.
[0024] Une troisième réalisation particulière de l'invention conforme à Ia description présentée aux paragraphes [0013] et [0014] est caractérisée en ce que le différentiel du système primaire comporte en outre deux éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, le premier élément complémentaire étant lié en permanence au premier arbre intermédiaire par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le premier élément secondaire et l'élément tertiaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, les deux éléments complémentaires et le deuxième élément secondaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le premier train planétaire du différentiel est conçu pour que le rapport μilréf soit inférieur à 1, la première roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble immobile, du premier sous-ensemble intermédiaire et du deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble de pilotage et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire.
[0025] Une quatrième réalisation particulière de l'invention conforme à la description présentée aux paragraphes [0013] et [0014] est caractérisée en ce que le différentiel du système primaire comporte en outre deux éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, le premier élément complémentaire étant lié en permanence au deuxième arbre intermédiaire par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le deuxième élément secondaire et l'élément tertiaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, les deux éléments complémentaires et le premier élément secondaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, la première roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous- ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble immobile, du premier sous-ensemble intermédiaire et du deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble primaire, du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage.
[0026] Une cinquième réalisation particulière de l'invention conforme à la description présentée aux paragraphes [0013] et [0014] est caractérisée en ce que le différentiel du système primaire comporte en outre deux éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, le premier élément complémentaire étant lié en permanence au deuxième arbre intermédiaire par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le deuxième élément secondaire et l'élément tertiaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, les deux éléments complémentaires et le premier élément secondaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le deuxième train planétaire du différentiel est conçu pour que le rapport μilréf soit inférieur à 1, la première roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble immobile, du premier sous-ensemble intermédiaire et du deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble primaire et l'autre élément appartenant au premier sous-ensemble intermédiaire.
[0027] Une sixième réalisation particulière de l'invention conforme à la description présentée aux paragraphes [0013] et [0014] est caractérisée en ce que le différentiel du système primaire comporte en outre deux éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, le premier élément complémentaire étant lié en permanence au premier arbre intermédiaire par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le premier élément secondaire et le deuxième élément complémentaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, le premier élément complémentaire, le deuxième élément secondaire et l'élément tertiaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, la première roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble immobile et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du premier sous-ensemble intermédiaire, du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage. [0028] Une septième réalisation particulière de l'invention conforme à la description présentée aux paragraphes [0013] et [0014] est caractérisée en ce que le différentiel du système primaire comporte en outre deux éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, le premier élément complémentaire étant lié en permanence au premier arbre intermédiaire par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le premier élément secondaire et le deuxième élément complémentaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, le premier élément complémentaire, le deuxième élément secondaire et l'élément tertiaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, la première roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble immobile et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble primaire, l'autre élément appartenant à un sous-ensemble choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage.
[0029] Une huitième réalisation particulière de l'invention conforme à la description présentée aux paragraphes [0013] et [0014] est caractérisée en ce que le premier arbre intermédiaire et l'arbre primaire forment un tronçon d'arbre commun sur une partie de leur étendue axiale depuis la liaison de l'arbre primaire avec l'élément primaire du différentiel, le premier élément secondaire se confondant ainsi avec l'élément primaire, la première roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble immobile et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble primaire confondu avec le premier sous- ensemble intermédiaire, du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous- ensemble de pilotage.
[0030] Une neuvième réalisation particulière de l'invention conforme à la description présentée aux paragraphes [0013] et [0014] est caractérisée en ce que le premier arbre intermédiaire et l'arbre primaire forment un tronçon d'arbre commun sur une partie de leur étendue axiale depuis la liaison de l'arbre primaire avec l'élément primaire du différentiel, le premier élément secondaire se confondant ainsi avec l'élément primaire, le différentiel du système primaire comporte en outre trois éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, les premier et troisième éléments complémentaires et l'arbre complémentaire étant liés en permanence et formant avec les éléments qui leur sont liés le sous-ensemble complémentaire en rotation à la vitesse ωc, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le troisième élément complémentaire et l'élément tertiaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, les deux premiers éléments complémentaires et le deuxième élément secondaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le premier train planétaire simple étant conçu pour que le rapport μc = (ωc / ωe), égal à μcréf = (cocréf / ωe) lorsque μp = 0, satisfasse la relation 0 < μcréf < 1, la première roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous- ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble immobile, du sous-ensemble complémentaire et du deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble primaire confondu avec le premier sous-ensemble intermédiaire, du sous-ensemble complémentaire et du sous-ensemble de pilotage.
[0031] Une dixième réalisation particulière de l'invention conforme à la description présentée aux paragraphes [0013] et [0014] est caractérisée en ce que le premier arbre intermédiaire et l'arbre primaire forment un tronçon d'arbre commun sur une partie de leur étendue axiale depuis la liaison de l'arbre primaire avec l'élément primaire du différentiel, le premier élément secondaire se confondant ainsi avec l'élément primaire, le différentiel du système primaire comporte en outre trois éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, les premier et troisième éléments complémentaires et l'arbre complémentaire étant liés en permanence et formant avec les éléments qui leur sont liés le sous-ensemble complémentaire en rotation à la vitesse ωc, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le troisième élément complémentaire et l'élément tertiaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, les deux premiers éléments complémentaires et le deuxième élément secondaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le premier train planétaire simple étant conçu pour que le rapport μc = (ωc / ωe), égal à μcréf= (ωcréf/ ωe) lorsque μp = 0, satisfasse la relation 0 < μcréf < 1, la première roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous- ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble immobile, du sous-ensemble complémentaire et du deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble de pilotage et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire.
[0032] Une onzième réalisation particulière de l'invention conforme à la description présentée aux paragraphes [0013] et [0014] est caractérisée en ce que le premier arbre intermédiaire et l'arbre primaire forment un tronçon d'arbre commun sur une partie de leur étendue axiale depuis la liaison de l'arbre primaire avec l'élément primaire du différentiel, le premier élément secondaire se confondant ainsi avec l'élément primaire, le différentiel du système primaire comporte en outre trois éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, les premier et troisième éléments complémentaires et l'arbre complémentaire étant liés en permanence et formant avec les éléments qui leur sont liés le sous-ensemble complémentaire en rotation à la vitesse à la vitesse ωc, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, les deuxième et troisième éléments complémentaires formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, le premier élément complémentaire, Ie deuxième élément secondaire et l'élément tertiaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le premier train planétaire simple étant conçu pour que le rapport μc = (ωc / ωe), égal à μcréf = (ωcréf / ωe) lorsque μp = 0, satisfasse la relation μi2réf< μcréf, la première roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble immobile et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble complémentaire, du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage.
[0033] Une douzième réalisation particulière de l'invention conforme à la description présentée aux paragraphes [0013] et [0014] est caractérisée en ce que le premier arbre intermédiaire et l'arbre primaire forment un tronçon d'arbre commun sur une partie de leur étendue axiale depuis la liaison de l'arbre primaire avec l'élément primaire du différentiel, le premier élément secondaire se confondant ainsi avec l'élément primaire, le différentiel du système primaire comporte en outre trois éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, les premier et troisième éléments complémentaires et l'arbre complémentaire étant liés en permanence et formant avec les éléments qui leur sont liés le sous-ensemble complémentaire en rotation à la vitesse à la vitesse coc, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, les deuxième et troisième éléments complémentaires formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, le premier élément complémentaire, le deuxième élément secondaire et l'élément tertiaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le premier train planétaire simple étant conçu pour que le rapport μc = (CÙC / ωe), égal à μcréf = (cocréf / ωe) lorsque μp = 0, satisfasse la relation μi2réf < μcréf, la première roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble immobile et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble primaire confondu avec le premier sous-ensemble intermédiaire, l'autre élément appartenant à un sous-ensemble choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage. [0034] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention. La description se réfère aux figures 1 à 25 annexées.
[0035] La figure 1 montre schématiquement un frein électromagnétique à poudre utilisé dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention.
[0036] Les figures 2 et 3 montrent deux exemples de systèmes primaires utilisés dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la première réalisation particulière décrite au paragraphe [0022].
Les figures 4a à 4j montrent les diagrammes cinématiques représentant les vitesses angulaires des sous-ensembles de boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la première réalisation particulière.
[0037] La figure 5 montre un exemple de systèmes primaires utilisés dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la deuxième réalisation particulière décrite au paragraphe [0023].
La figure 6 montre un exemple de systèmes primaires utilisés dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la troisième réalisation particulière décrite au paragraphe [0024].
Les figures 7a à 7e montrent les diagrammes cinématiques représentant les vitesses angulaires des sous-ensembles de boîtes de vitesses conformes à l'invention selon les deuxième et troisième réalisations particulières.
[0038] La figure 8 montre un exemple de systèmes primaires utilisés dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la quatrième réalisation particulière décrite au paragraphe [0025], La figure 9 montre un exemple de système primaire utilisé dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la cinquième réalisation particulière décrite au paragraphe [0026].
Les figures 10a à 1Oj montrent les diagrammes cinématiques représentant les vitesses angulaires des sous-ensembles de boîtes de vitesses conformes à l'invention selon les quatrième et cinquième réalisations particulières.
[0039] La figure 11 montre un exemple de systèmes primaires utilisés dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la sixième réalisation particulière décrite au paragraphe [0027].
La figure 12 montre un exemple de systèmes primaires utilisés dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la septième réalisation particulière décrite au paragraphe [0028].
Les figures 13a à 13j montrent les diagrammes cinématiques représentant les vitesses angulaires des sous-ensembles de boîtes de vitesses conformes à l'invention selon les sixième et septième réalisations particulières.
[0040] Les figures 14 et 15 montrent deux exemples de systèmes primaires utilisés dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la huitième réalisation particulière décrite au paragraphe [0029].
Les figures 16a à 16e montrent les diagrammes cinématiques représentant les vitesses angulaires des sous-ensembles de boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la huitième réalisation particulière.
[0041] La figure 17 montre un exemple de systèmes primaires utilisés dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la neuvième réalisation particulière décrite au paragraphe [0030]. La figure 18 montre un exemple de systèmes primaires utilisés dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la dixième réalisation particulière décrite au paragraphe [0031].
Les figures 19a à 19e montrent les diagrammes cinématiques représentant les vitesses angulaires des sous-ensembles de boîtes de vitesses conformes à l'invention selon les neuvième et dixième réalisations particulières.
[0042] La figure 20 montre un exemple de systèmes primaires utilisés dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la onzième réalisation particulière décrite au paragraphe [0032].
La figure 21 montre un exemple de systèmes primaires utilisés dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention selon la douzième réalisation particulière décrite au paragraphe [0033].
Les figures 22a à 22j montrent les diagrammes cinématiques représentant les vitesses angulaires des sous-ensembles de boîtes de vitesses conformes à l'invention selon les onzième et douzième réalisations particulières.
[0043] Les figures 23 à 25 montrent trois exemples de boîtes de vitesses conformes à l'invention.
[0044] A propos des figures annexées, il y a lieu de faire les remarques suivantes : - Lorsque sur l'une des figures 2 et 3, 5 et 6, 8 et 9, 11 et 12, 14 et 15, 17 et 18, 20 et 21, plusieurs premières roues libres sont représentées, une seule de ces roues libres doit en principe être choisie. Il en est de même lorsque plusieurs deuxièmes roues libres sont représentées sur une même figure. A chaque figure, correspondent ainsi plusieurs matérialisations possibles du système primaire montré, obtenues en combinant arbitrairement une première roue libre et une deuxième roue libre parmi toutes les roues libres montrées. Sur les mêmes figures, l'orientation des première et deuxième roues libres n'est pas fixée par l'orientation des flèches qui les représentent. C'est le texte de la description qui précise l'orientation des roues libres. Sur l'ensemble de ces mêmes figures, les roues libres interposées entre des sous- ensembles identiques sont identifiées par un numéro identique.
- En ce qui concerne les figures 4a à 4j, 7a à 7e, 10a à 1Oj, 13a à 13j, 16a à 16e, 19a à 19e, 22a à 22j qui montrent des diagrammes cinématiques, les figures identifiées par un nombre identique correspondent à une réalisation particulière ou à un groupe de réalisations particulières de l'invention, la lettre a, b, c, d, e ou f, g, h, i, j qui distingue les figures de nombre identique correspondent respectivement aux diagrammes cinématiques obtenus :
- en l'absence de glissement dans le frein électromagnétique à poudre ;
- en présence d'un glissement relatif, négatif et supérieur au glissement minimal ;
- en présence d'un glissement relatif, négatif et minimal, la première roue libre étant bloquée ;
- en présence d'un glissement relatif, positif et inférieur au glissement maximal ;
- et en présence d'un glissement relatif, positif et maximal, la deuxième roue libre étant bloquée.
Les abscisses des diagrammes sont définies par la géométrie du différentiel utilisé dans la réalisation particulière. Leur signe est défini par le choix de l'axe des abscisses orienté sur les figures de gauche à droite. Les différences entre d'une part les abscisses correspondant au premier sous-ensemble intermédiaire, au deuxième sous-ensemble intermédiaire, au sous-ensemble primaire, au sous-ensemble complémentaire et d'autre part l'abscisse correspondant au sous-ensemble de pilotage sont repérées respectivement par ζl, ζ2, ζ4 et ζ5. Les différences entre d'une part les abscisses correspondant au premier sous-ensemble intermédiaire, au deuxième sous-ensemble intermédiaire, au sous-ensemble primaire, au sous-ensemble complémentaire et d'autre part l'abscisse correspondant au sous-ensemble immobile sont repérées respectivement par xl, x2, x4 et x5. Les ordonnées des diagrammes représentent les vitesses angulaires des divers sous-ensembles rapportées à la vitesse du sous-ensemble primaire.
Dans les diagrammes, le sous-ensemble primaire, le premier sous-ensemble intermédiaire, le deuxième sous-ensemble intermédiaire, le sous-ensemble de pilotage, le sous-ensemble complémentaire et le sous-ensemble immobile sont repérés respectivement par les symboles e, il, i2, p, c et o.
[0045] Sur la figure 1 qui montre schématiquement un exemple de frein électromagnétique à poudre utilisé dans les boîtes de vitesses objet de l'invention, on reconnaît :
- l'inducteur 1 du frein électromagnétique à poudre, immobilisé par rapport au carter. Cet inducteur comporte une bobine d'induction 2 alimentée par un courant électrique fourni par la source 3 ;
- l'induit 5 du frein électromagnétique à poudre qui est lié au deuxième élément secondaire du différentiel par l'arbre de pilotage Ap ;
- le fluide aimantable 4, généralement sous forme de poudre, soumis au champ magnétique produit par le courant d'alimentation de la bobine d'induction. Généralement, les freins électromagnétiques à poudre sont munis de divers déflecteurs et chicanes pour maintenir la poudre entre l'induit et l'inducteur lorsque aucun courant n'est fourni à la bobine d'induction. Ces déflecteurs et chicanes ne sont pas représentés sur la figure 1. Les freins électromagnétiques à poudre utilisés dans les boîtes de vitesses objet de l'invention peuvent être d'un type différent de celui qui est montré à la figure 1. En particulier, l'inducteur peut avoir une forme de révolution en U à l'intérieur de laquelle l'induit est localisé ; dans une telle configuration, il existe un double volume de poudre aimantable.
[0046] On va maintenant décrire différents modes de réalisation de systèmes primaires utilisables dans les boîtes de vitesses automatiques selon l'invention. [0047] Sur les figures 2 et 3, 15 et 6, 8 et 9, 11 et 12, 14 et 15, 17 et 18, 20 et 21, on distingue :
- l'arbre primaire Ae, le premier arbre intermédiaire Ail, le deuxième arbre intermédiaire Ai2, l'arbre de pilotage Ap ;
- le frein électromagnétique à poudre CO dont l'induit est lié en rotation à l'arbre de pilotage Ap.
[0048] Sur la figure 2, qui montre un premier exemple de mise en œuvre de système primaire selon la première réalisation particulière de l'invention, on distingue également :
- le planétaire Pl dont le nombre de dents est égal à nPl ;
- le planétaire P2 dont le nombre de dents est égal à nP2 ;
- le châssis porte-satellites PS 12 qui assure le guidage en rotation des satellites tels que Sl, S2a et S2b. Les satellites tels que S2a sont liés en rotation avec les satellites tels que S 1. Lorsque le nombre de dents nS2a des satellites tels que S2a est égal au nombre de dents nSl des satellites tels que Sl, un satellite tel que S2a forme avec un satellite tel que Sl, un satellite commun. Les satellites tels que S2b engrènent d'une part avec les satellites tels que S2a et d'autre part avec le planétaire P2. les satellites tels que Sl engrènent avec le planétaire Pl ;
- la couronne C2 comportant nC2 dents, qui engrène avec les satellites tels que S2a. On reconnaît également sur ces figures :
- l'élément primaire qui s'identifie à la couronne C2, entraîné par l'arbre primaire Ae ;
- le premier élément secondaire qui s'identifie au planétaire P2 et qui entraîne le premier arbre intermédiaire Ail ;
- le deuxième élément secondaire qui s'identifie au porte-satellites PS 12 et qui entraîne le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ; - TJ -
- l'élément tertiaire qui s'identifie au planétaire Pl, lié en rotation à l'arbre de pilotage Ap ;
- l'arbre Aps lié en rotation au châssis porte-satellites PS 12 ;
- la première roue libre Rl interposée entre un élément du sous-ensemble immobile et l'arbre Aps ;
- Ia deuxième roue libre R3 interposée entre le deuxième arbre intermédiaire Ai2 et l'arbre primaire Ae ;
- la deuxième roue libre R5 interposée entre le deuxième arbre intermédiaire Ai2 et le premier arbre intermédiaire Ail ;
- la deuxième roue libre R6 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et le premier arbre intermédiaire Ail ;
- la deuxième roue libre R7 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et l'arbre Aps.
Le différentiel du système primaire montré sur la figure 2 est caractérisé géométriquement par les rapports λl et λ2 définis selon les relations : λl = ( nPl . nS2a ) / ( nC2 . nSl ) et Xl = - nP2 / nC2.
[0049] Sur la figure 3, qui montre un deuxième exemple de mise en œuvre de système primaire selon la première réalisation particulière de l'invention, on distingue :
- les satellites tels que Sl liés en rotation avec les satellites tels que S2. Lorsque le nombre de dents nSl des satellites tels que Sl est égal au nombre de dents nS2 des satellites tels que S2, un satellite tel que Sl forme avec un satellite tel que S2, un satellite commun ;
- le châssis porte-satellites PS 12 qui assure le guidage en rotation des satellites tels que Sl et S2 ;
- la couronne Cl comportant nCl dents, qui engrène avec les satellites tels que Sl ;
- la couronne C2 comportant nC2 dents, qui engrène avec les satellites tels que S2 ;
- Ie planétaire Pl comportant nPl dents, engrenant avec les satellites tels que Sl et qui constitue l'élément tertiaire lié en rotation avec l'arbre de pilotage Ap ; - l'élément primaire qui s'identifie à la couronne Cl, entraîné par l'arbre primaire Ae ;
- le premier élément secondaire qui s'identifie à la couronne C2 et qui entraîne le premier arbre intermédiaire Ail ;
- le deuxième élément secondaire qui s'identifie au porte-satellites PS 12 et qui entraîne le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- la première roue libre Rl interposée entre un élément du sous-ensemble immobile et l'arbre Aps lié en rotation au châssis porte-satellites PS 12 ;
- la deuxième roue libre R2 interposée entre le premier arbre intermédiaire Ail et l'arbre primaire Ae ;
- la deuxième roue libre R3 interposée entre le châssis porte-satellites PS 12 et l'arbre primaire Ae ;
- la deuxième roue libre R4 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et l'arbre primaire Ae ;
- la deuxième roue libre R5 interposée entre le deuxième arbre intermédiaire Ai2 et le premier arbre intermédiaire Ail ;
- la deuxième roue libre R7 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et le châssis porte- satellites PS 12.
Le différentiel du système primaire montré sur la figure 3 est caractérisé géométriquement par les rapports λl et λ2 définis selon les relations : λl = nPl / nCl et λ2 = ( nPl . nS2 ) / ( nC2 . nSl ).
[0050] Les figures 4a à 4j montrent les diagrammes cinématiques correspondant à la première réalisation particulière de l'invention. Selon cette réalisation : μilréf = ( ζl / ζ4 ) = ψ 14 et μi2réf = ( ζ2 / ζ4 ) = ψ 24.
Conformément à la description des paragraphes [0014] et [0022], le différentiel est conçu de sorte que :
0 < μi2réf < 1 et μi2réf < μilréf ≠ 1. II en résulte, compte tenu de l'orientation choisie pour l'axe des abscisses, les relations suivantes :
0 < ψ 24 < l et ψ 24 < ψ 14 ≠ l.
Dans le cadre de cette première réalisation particulière, deux cas doivent être distingués selon que ψ 14 > 1 ou que ψ 14 < 1 c'est-à-dire selon que μilréf est supérieur ou inférieur à 1.
[0051] Les figures 4a à 4e correspondent aux différentiels conçus pour que ψl 4 = μilréf soit supérieur à 1. Les figures 4f à 4j correspondent aux différentiels conçus pour que ψl4 = μilréf soit inférieur à 1.
La situation pour laquelle le glissement de l'induit du frein électromagnétique à poudre est nul est montrée aux figures 4a et 4f. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilréf = ψl4, μi2 = μi2réf = ψ24 < 1, μp = (ωp / ωe) = 0.
Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est négatif sont montrées aux figures 4b, 4c, 4g et 4h.
Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est positif sont montrées aux figures 4d, 4e, 4i et 4j.
A ces situations, correspondent les fonctions suivantes des rapports μil et μi2 en fonction du rapport μp : μil = κl + ( pl . μP ) = { ψl4 + [(l - ψl4) . μp] }, μi2 = κ2 + ( P2 . μp ) = { ψ24 + [(I - ψ24) . μp] }.
La première roue libre est orientée pour satisfaire la condition suivante :
(ωi2 > 0).
Lorsque ψl4 = μilréf est supérieur à 1, la situation correspondant au blocage de la première roue libre est montrée à la figure 4c. Il y correspond les relations suivantes : μi2 = μi2min = 0, μp = μpmin = [ψ24 / (ψ24 - I)] < 0, μil = μilmax = { ψl4 + [(I - ψl4) . μpmin ] } > 1. Lorsque ψl4 = μilréf est supérieur à 1, la deuxième roue libre doit être orientée pour satisfaire l'une des conditions suivantes, selon le choix des sous-ensembles entre lesquels elle est interposée :
(ωi2 < ωe), (ωp < ωe), (ωe < ωil), (ωi2 < ωil), (ωp < ωi2), (cop < ωil). La situation correspondant au blocage de la deuxième roue libre est montrée à la figure 4e. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilmin = 1, μi2 = μi2max = 1, μp = μpmax ≈ 1.
Lorsque ψl 4 = μilréf est inférieur à 1, la situation correspondant au blocage de la première roue libre est montrée à la figure 4h. Il y correspond les relations suivantes : μi2 = μi2min ≈ 0, μp ≈ μpmin = [ψ24 / (ψ24 - I)] < 0, μil = μilmin = { ψl4 + [(I - ψl4) . μpmin ] } < 1.
Lorsque ψl4 = μilréf est inférieur à 1, la deuxième roue libre doit être orientée pour satisfaire l'une des conditions suivantes, selon le choix des sous-ensembles entre lesquels elle est interposée :
(ωi2 < ωe), (ωp < ωe), (ωil < ωe), (ωi2 < ωil), (ωp < ωi2), (ωp < ωil). La situation correspondant au blocage de la deuxième roue libre est montrée à la figure 4j. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilmax = 1, μi2 = μi2max ≈ 1, μp = μpmax = 1.
Quelle que soit la valeur de ψl4 - μilréf, le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est négatif et minimal lorsque la première roue libre est bloquée et le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est maximal et égal à 1 lorsque la deuxième roue libre est bloquée.
[0052] Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 4a à 4j se particularisent selon les caractéristiques géométriques des différentiels des systèmes primaires auxquels ils s'appliquent, comme il est indiqué aux paragraphes [0053] et [0054].
[0053] Pour le système primaire montré à la figure 2 : μilréf = ψ 14 = (λ2 - λl) / [(I + λl) . λ2] μi2réf= ψ 24 = l / (l + λl) λl - [(I - ψ 24) / ψ 24] et λ2 = (1 - ψ 24) / (ψ 24 - ψ 14). Puisqu'en pratique : 0 < λl « 1, il résulte : (1/2) « ψ 24 < 1. Puisqu'on pratique : - 1 « λ2 « O, il résulte : 1 < ψ 14 = μilréf et seuls les diagrammes cinématiques montrés aux figures 4a à 4e s'appliquent.
[0054] Pour le système primaire montré à la figure 3 : μilréf = ψ 14 = (1 + λ2) / (1 + λl) μi2réf ≈ ψ 24 = l / (l + λl). λl = (1 - ψ 24) / ψ 24 et λ2 = (ψ l4 - ψ 24) / ψ 24 Lorsque : λ2 > λl, il résulte : ψ 14 = μilréf > 1.
Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 4a à 4e s'appliquent dans ce cas. Lorsque : λl > λ2, il résulte : ψ 14 = μilréf < 1. Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 4f à 4j s'appliquent dans ce cas.
[0055] Sur les figures 5 et 6 qui montrent un exemple de mise en œuvre de système primaire selon respectivement les deuxième et troisième réalisations particulières de l'invention, on distingue également
- l'arbre interne complémentaire Ac ;
- l'arbre interne fixe Ao, appartenant au sous-ensemble immobile ;
- le planétaire Pl comportant nPl dents ;
- le châssis porte-satellites PSl ;
- la couronne Cl comportant nCl dents, le planétaire Pl, la couronne Cl, le châssis porte-satellites PSl et les satellites portés par ce châssis formant le premier train planétaire simple du différentiel, situé du côté de la transmission secondaire ;
- le planétaire P2 comportant nP2 dents ;
- le châssis porte-satellites PS2 ; - la couronne C2 comportant nC2 dents, le planétaire P2, la couronne C2, le châssis porte-satellites PS2 et les satellites portés par ce châssis formant le deuxième train planétaire simple du différentiel, situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire ;
- la première roue libre Rl interposée entre l'arbre fixe Ao et le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- la première roue libre R5 interposée entre le deuxième arbre intermédiaire Ai2 et le premier arbre intermédiaire Ail .
[0056] Sur la figure 5, on distingue encore :
- les satellites portés par Ie châssis porte-satellites PSl, tels que Sl qui engrènent avec le planétaire Pl et avec la couronne Cl ;
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PS2, tels que S2a et S2b. Les satellites tels que S2a engrènent d'une part avec les satellites tels que S2b et d'autre part avec la couronne C2. Les satellites tels que S2b engrènent également avec le planétaire P2 ;
- l'élément primaire qui s'identifie à la couronne Cl, entraîné par l'arbre primaire Ae ;
- le premier élément secondaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PSl et qui entraîne le premier arbre intermédiaire Ail ;
- le deuxième élément secondaire qui s'identifie à la couronne C2 et qui entraîne le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- l'élément tertiaire qui s'identifie au planétaire Pl, lié en rotation à l'arbre de pilotage Ap ;
- le premier élément complémentaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PS2, lié en rotation au premier arbre intermédiaire Ail par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire Ac ;
- le deuxième élément complémentaire qui s'identifie au planétaire P2, fixé sur l'arbre fixe Ao ; - la première roue libre R9 interposée entre l'arbre fixe Ao et le premier arbre intermédiaire Ail ;
- la deuxième roue libre R2 interposée entre le premier arbre intermédiaire Ail et l'arbre primaire Ae ;
- la deuxième roue libre R4 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et l'arbre primaire Ae ;
- la deuxième roue libre R6 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et le premier arbre intermédiaire Ail .
Le différentiel du système primaire montré sur la figure 5 est caractérisé géométriquement par les rapports λl et Xl définis selon les relations : λl = nPl / nCl et Xl = - nP2 / nC2.
[0057] Sur la figure 6, on distingue encore :
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PS 1 , tels que S 1 qui engrènent avec le planétaire Pl et avec la couronne Cl ;
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PS2, tels que S2 qui engrènent avec le planétaire P2 et avec la couronne C2 ;
- l'élément primaire qui s'identifie à la couronne Cl, entraîné par l'arbre primaire Ae ;
- le premier élément secondaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PSl et qui entraîne le premier arbre intermédiaire Ail ;
- le deuxième élément secondaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PS2 et qui entraîne le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- l'élément tertiaire qui s'identifie au planétaire Pl, lié en rotation à l'arbre de pilotage Ap ;
- le premier élément complémentaire qui s'identifie à Ia couronne C2, lié en rotation au premier arbre intermédiaire Ail par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire Ac ;
- le deuxième élément complémentaire qui s'identifie au planétaire P2, fixé sur l'arbre fixe Ao ; - la deuxième roue libre R7 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et le châssis porte- satellites PS2.
Le différentiel du système primaire montré sur la figure 6 est caractérisé géométriquement par les rapports λl et λ2 définis selon les relations : λl ≈ nPl / nCl et Xl ≈ nP2 / nC2.
[0058] Les figures 7a à 7e montrent les diagrammes cinématiques correspondant aux deuxième et troisième réalisations particulières de l'invention. Selon ces réalisations : μilréf= ( ζl / ζ4 ) = ψl4, μi2réf = ( μilréf . φ21) ≈ ( ψl4 . φ21) avec φ21 ≈ ( x2 / xl ).
Conformément à la description des paragraphes [0014], [0023] et [0024], le différentiel est conçu de sorte que :
0 < μi2réf < μilréf < 1.
Il en résulte, compte tenu de l'orientation choisie pour l'axe des abscisses, les relations suivantes :
0 < φ21 < l et θ < ψ l4 < 1.
La situation pour laquelle le glissement de l'induit du frein électromagnétique à poudre est nul est montrée à la figure 7a. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilréf ≈ ψl4 < 1 , μi2 = μi2réf = (φ21 . ψl4) < 1, μp = (ωp / ωe) = 0. Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est négatif sont montrées aux figures 7b et 7c. Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est positif sont montrées aux figures 7d et 7e. A ces situations, correspondent les fonctions suivantes des rapports μil et μi2 en fonction du rapport μp : μil = κl + ( pi . μp ) = { ψl4 + [(I - ψl4) . μp] }, \par μi2 = κ2 + ( ρ2 . μp ) = ( φ21 . μil ).
La première roue libre doit être orientée pour satisfaire l'une des trois conditions suivantes : (ωi2 > 0), (ωil > 0), (ωil > ωi2).
La situation correspondant au blocage de la première roue libre est montrée à la figure 7c. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilmin = 0, μi2 = μi2min = 0, μp = μpmin = [ψl4 / (ψl4 - I)] < 0. Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la première roue libre, négatif et minimal. Dans la deuxième réalisation particulière, la deuxième roue libre peut être interposée entre deux des sous-ensembles suivants : le sous-ensemble primaire, le premier sous- ensemble intermédiaire et le sous-ensemble de pilotage. Elle doit être orientée pour satisfaire l'une des conditions suivantes, selon le choix des sous-ensembles entre lesquels elle est interposée :
(ωp < ωe), (ωil < ωe), (ωp < ωil).
La situation correspondant au blocage de la deuxième roue libre est montrée à la figure 7e par les lignes I. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilmax = 1, μi2 = μi2max = φ21, μp = μpmax = 1.
Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la deuxième roue libre, maximal et égal à 1. Dans la troisième réalisation particulière, la deuxième roue libre est interposée entre le sous-ensemble de pilotage et le deuxième sous-ensemble intermédiaire. Elle doit être orientée pour satisfaire la condition suivante :
(ωp < ωi2).
La situation correspondant au blocage de cette roue libre est montrée à la figure 7e par les lignes IL II y correspond les relations suivantes : μi2 = μi2max = ( φ21 . ψl4 ) / [ 1 + φ21 . ( ψl4 - I ) ] , μp = μpmax ≈ ( φ21 . ψl4 ) / [ 1 + φ21 . ( ψl4 - I ) ] , μil ≈ μilmax = ψl4 + [(I - ψl4) . μpmax].
Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la deuxième roue libre, maximal et positif. [0059] Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 7a à 7e se particularisent selon les caractéristiques géométriques des différentiels des systèmes primaires auxquels ils s'appliquent, comme il est indiqué aux paragraphes [0060] et [0061].
[0060] Pour le système primaire montré à la figure 5 : λl =(1 - ψl4)/ψl4etλ2 = (φ21 - 1) ψ 14 = 1 / (1 + λl) et φ 21 = (1 + λ2 ) μilréf≈ψ 14= 1 /(I +λl) μi2réf = (φ 21. ψ 14) = (1 + λ2) / ( 1 + λl).
[0061] Pour le système primaire montré à la figure 6 : λl=(l- ψl4)/ψl4etλ2 = (l- φ21)/φ21 ψ 14 = 1/(1 +λl)etφ21 = 1/(1 +λ2) μilréf≈ψ 14 =l/(l + λl) μi2réf = (φ 21. ψ 14) = 1 / [(I + λl).( 1 + λ2)].
[0062] Sur les figures 8 et 9, qui montrent un exemple de mise en œuvre du système primaire selon respectivement les quatrième et cinquième réalisations particulières de l'invention, on distingue également :
- l'arbre interne complémentaire Ac ;
- l'arbre interne fixe Ao, appartenant au sous-ensemble immobile ;
- le planétaire Pl comportant nPl dents ;
- le châssis porte-satellites PSl ; - la couronne Cl comportant nCl dents, le planétaire Pl, la couronne Cl, le châssis porte-satellites PSl et les satellites portés par ce châssis formant le premier train planétaire simple du différentiel, situé du côté de la transmission secondaire ;
- le planétaire P2 comportant nP2 dents ; - le châssis porte-satellites PS2 ;
- la couronne C2 comportant nC2 dents ;
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PS2, tels que S2a et S2b. Les satellites tels que S2a engrènent d'une part avec les satellites tels que S2b et d'autre part avec la couronne C2. Les satellites tels que S2b engrènent également avec le planétaire P2. Le planétaire P2, le châssis porte-satellites PS2, la couronne C2 et les satellites tels que S2a et S2b forment le deuxième train planétaire simple du différentiel, situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire ;
- la première roue libre R5 interposée entre le deuxième arbre intermédiaire Ai2 et le premier arbre intermédiaire Ail ;
- la première roue libre R9 interposée entre l'arbre fixe Ao et le premier arbre intermédiaire Ail.
[0063] Sur la figure 8, on distingue encore :
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PSl, tels que Sl qui engrènent avec le planétaire Pl et avec la couronne Cl ;
- l'élément primaire qui s'identifie à la couronne Cl, entraîné par l'arbre primaire Ae ;
- le premier élément secondaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PS2 et qui entraîne le premier arbre intermédiaire Ail ;
- le deuxième élément secondaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PSl et qui entraîne le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- l'élément tertiaire qui s'identifie au planétaire Pl, lié en rotation à l'arbre de pilotage Ap ;
- le premier élément complémentaire qui s'identifie à la couronne C2, lié en rotation au deuxième arbre intermédiaire Ai2 par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire Ac ;
- le deuxième élément complémentaire qui s'identifie au planétaire P2, fixé sur l'arbre fixe Ao ; - la première roue libre Rl interposée entre l'arbre fixe Ao et le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- la deuxième roue libre R3 interposée entre le deuxième arbre intermédiaire Ai2 et l'arbre primaire Ae ;
- la deuxième roue libre R4 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et l'arbre primaire Ae ;
- la deuxième roue libre R7 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et le deuxième arbre intermédiaire Ai2.
Le différentiel du système primaire montré sur la figure 8 est caractérisé géométriquement par les rapports λl et λ2 définis selon les relations : λl = nPl / nCl et 12 = - nP2 / nC2.
[0064] Sur la figure 9, on distingue encore :
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PSl, tels que SIa et SIb. Les satellites tels que SIa engrènent d'une part avec les satellites tels que SIb et d'autre part avec la couronne Cl. Les satellites tels que SIb engrènent également avec le planétaire Pl ;
- l'élément primaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PSl, entraîné par l'arbre primaire Ae ;
- le premier élément secondaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PS2 et qui entraîne le premier arbre intermédiaire Ail ;
- le deuxième élément secondaire qui s'identifie à la couronne Cl et qui entraîne le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- l'élément tertiaire qui s'identifie au planétaire Pl, lié en rotation à l'arbre de pilotage Ap ;
- le premier élément complémentaire qui s'identifie à la couronne C2, lié en rotation au deuxième arbre intermédiaire Ai2 par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire Ac ; - le deuxième élément complémentaire qui s'identifie au planétaire P2, fixé sur l'arbre fixe Ao ;
- la deuxième roue libre R2 interposée entre le châssis porte-satellites PS2 et châssis porte-satellites PS 1 ;
Le différentiel du système primaire montré sur la figure 9 est caractérisé géométriquement par les rapports λl et λ2 définis selon les relations : λl = - nPl / nCl et λ2 = - nP2 / nC2.
[0065] Les figures 10a à 1Oj montrent les diagrammes cinématiques correspondant aux quatrième et cinquième réalisations particulières de l'invention. Selon ces réalisations : μi2réf= ( ζ2/ ζ4 ) = ψ24, μilréf = ( μi2réf . φl2) = ( ψ24 . φl2) avec φl2 = ( xl/ x2 ).
Conformément à la description des paragraphes [0014], [0025] et [0026], le différentiel est conçu de sorte que :
0 < μi2réf < 1 et μi2réf < μilréf, et dans le cas de la cinquième réalisation de sorte que : μilréf < 1.
Il en résulte, compte tenu de l'orientation choisie pour l'axe des abscisses, les relations suivantes :
0 < ψ24 < l et φl2 > 1, et dans le cas de la cinquième réalisation, la relation suivante :
(ψ24 . φl2) < l.
Dans le cadre de ces réalisations, trois cas particuliers doivent être distingués selon que φl4 = ( xl / x4 ) est inférieur, supérieur ou égal à 1.
[0066] Les figures 10a à 10e correspondent aux différentiels conçus pour que φl4 soit inférieur à 1. Les figures 1Of à 1Oj correspondent aux différentiels conçus pour que φl4 soit supérieur à 1. La limite commune à ces deux séries de figures correspond aux différentiels conçus pour que φl4 soit égal à 1.
La situation pour laquelle le glissement de l'induit du frein électromagnétique à poudre est nul est montrée aux figures 10a et 1Of. Il y correspond les relations suivantes : μi2 = μi2réf = ψ24 < 1 , μil = μilréf ≈ (φl2 . ψ24), μp = (coc / ωe) ≈ 0. Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est négatif sont montrées aux figures 10b, 10c, 10g et 1Oh. Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est positif sont montrées aux figures 1Od, 10e, 1Oi et 1Oj. A ces situations, correspondent les fonctions suivantes des rapports μil et μi2 en fonction du rapport μp : μi2 ≈ κ2 + ( p2 . μp ) = { ψ24 + [(l - ψ24) . μp] }, μil = κl + ( pi . μp ) = ( φl2 . μi2 ).
La première roue libre doit être orientée pour satisfaire l'une des trois conditions suivantes :
(coi2 > 0), (ωil > 0), (ωil > ωi2).
La situation correspondant au blocage de la première roue libre est montrée aux figures 10c et 1Oh. Il y correspond les relations suivantes : μi2 = μi2min = 0, μil = μilmin = 0, μp = μpmin = [ψ24 / (ψ24 - I)] < 0. Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la première roue libre, négatif et minimal. Dans la quatrième réalisation particulière, la deuxième roue libre doit être interposée entre deux des sous-ensembles suivants : le sous-ensemble primaire, le deuxième sous-ensemble intermédiaire et le sous-ensemble de pilotage. Elle doit être orientée pour satisfaire l'une des conditions suivantes, selon le choix des sous-ensembles entre lesquels elle est interposée :
(ωp < ωe), (ωi2 < ωe), (ωp < ωi2).
La situation correspondant au blocage de la deuxième roue libre est montrée aux figures 10e et 1Oj par la ligne I. Il y correspond les relations suivantes : μi2 = μi2max = 1, μil = μilmax = φl2, μp = μpmax = 1.
Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la deuxième roue libre, maximal et égal à 1. Dans la cinquième réalisation particulière, la deuxième roue libre, interposée entre le sous-ensemble primaire et le premier sous-ensemble intermédiaire. Elle doit être orientée pour satisfaire la condition suivante :
(ωil ≤ ωe).
La situation correspondant au blocage de cette roue libre est montrée aux figures 10e et 1Oj par la ligne II. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilmax = 1, μi2 = μi2max = ( 1 / φl2 ), μp ≈ μpmax = {[ ( 1 / φl 2 ) - ψ24 ] / (1 - ψ24) } .
Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la deuxième roue libre, maximal et positif.
[0067] Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 10a à 1Oj se particularisent selon les caractéristiques géométriques des différentiels des systèmes primaires auxquels ils s'appliquent, comme il est indiqué aux paragraphes [0068] et [0069].
[0068] Pour le système primaire montré à la figure 8 : λl = (1 - ψ 24) / ψ 24 et λ2 ≈ (1 - φ 12) / φ 12 ψ 24 = 1 / (1 + λl) et φ 12 = 1 / (1 + Xl) μi2réf ≈ ψ 24 = 1 / (1 + λl) μilréf = (φ 12 . ψ 24) = 1 / [(I + λl).(l + 12)].
[0069] Pour le système primaire montré à la figure 9 : λl ≈ ψ24 - 1 et λ2 ≈ ( 1 - φ 12 ) / φ 12 φ 12 = 1 / (1 + λ2) μi2réf = ψ 24 = (l + λl) μilréf = ( φ 12 . ψ 24 ) = (1 + λl) / (1 + λ2).
[0070] Sur les figures 11 et 12, qui montrent un exemple de mise en œuvre du système primaire selon respectivement, les sixième et septième réalisations particulières de l'invention, on distingue également :
- l'arbre interne complémentaire Ac ;
- l'arbre interne fixe Ao, appartenant au sous-ensemble immobile ;
- le planétaire Pl comportant nPl dents ;
- le châssis porte-satellites PS 1 ;
- la couronne Cl comportant nCl dents, le planétaire Pl, la couronne Cl, le châssis porte-satellites PSl et les satellites portés par ce châssis formant le premier train planétaire simple du différentiel, situé du côté de la transmission secondaire ;
- le planétaire P2 comportant nP2 dents ;
- le châssis porte-satellites PS2 ;
- la couronne C2 comportant nC2 dents, le planétaire P2, le châssis porte-satellites PS2, la couronne C2 et les satellites portés par ce châssis formant le deuxième train planétaire simple du différentiel, situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire ;
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PSl, tels que SIa et SIb. Les satellites tels que SIa engrènent d'une part avec les satellites tels que SIb et d'autre part avec la couronne Cl. Les satellites tels que SIb engrènent également avec le planétaire Pl ;
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PS2, tels que S2 qui engrènent avec le planétaire P2 et avec la couronne C2 ;
- l'élément primaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PSl, entraîné par l'arbre primaire Ae ;
- le premier élément secondaire qui s'identifie à la couronne Cl et qui entraîne le premier arbre intermédiaire Ail ; - le deuxième élément secondaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PS2 et qui entraîne le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- l'élément tertiaire qui s'identifie au planétaire P2, lié en rotation à l'arbre de pilotage Ap ;
- le premier élément complémentaire qui s'identifie à la couronne C2, lié en rotation au premier arbre intermédiaire Ail par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire Ac ;
- le deuxième élément complémentaire qui s'identifie au planétaire Pl, fixé sur l'arbre fixe Ao ;
- la première roue libre Rl interposée entre un élément du sous-ensemble immobile et le deuxième arbre intermédiaire Ai2.
Le différentiel des systèmes primaires montrés sur les figures 11 et 12 est caractérisé géométriquement par les rapports λl et λl définis selon les relations : λl = - nPl / nCl et Xl = nP2 / nC2.
A titre de variante, il est également possible de concevoir le premier train planétaire simple du différentiel des systèmes primaires montrés sur les figures 11 et 12 pour que celui-ci soit à simples satellites et non à doubles satellites comme représenté sur la figure. Dans ce cas : λl - nPl / nCl et Xl = nP2 / nC2.
[0071] Sur la figure 11 , on distingue également :
- la deuxième roue libre R5 interposée entre le deuxième arbre intermédiaire Ai2 et le premier arbre intermédiaire Ail ;
- la deuxième roue libre R7 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ; - la deuxième roue libre R6 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et l'arbre complémentaire Ac.
[0072] Sur la figure 12, on distingue également : - la deuxième roue libre R4 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et le châssis porte- satellites PS 1 :
- la deuxième roue libre R3 interposée entre le châssis porte-satellites PS2 et le châssis porte-satellites PS 1.
[0073] Les figures 13a à 13j montrent les diagrammes cinématiques correspondant aux sixième et septième réalisations particulières de l'invention. Selon ces réalisations : μilréf = φl4 avec φl4 = ( xl/ x4 ), μi2réf ≈ ( ψ21 . μilréf) = ( ψ21 . φl4 ) avec ψ21 ≈ ( ζ2/ ζl ). Conformément à la description des paragraphe [0014], [0027] et [0028], le différentiel est conçu de sorte que :
0 < μi2réf < 1 et μi2réf < μilréf.
Il en résulte, compte tenu de l'orientation choisie pour l'axe des abscisses, les relations suivantes :
0 < φl4 < ( 1 / ψ21 ) et 0 < ψ21 < 1 ,
Selon ces réalisations, deux cas particuliers doivent être distingués selon que φl4 est inférieur, ou supérieur à 1, c'est-à-dire selon que μilréf est inférieur ou supérieur à 1.
[0074] Les figures 13a à 13e correspondent aux différentiels conçus pour que μilréf soit inférieur à 1. Dans ce cas, la relation φl4 < ( 1 / ψ21 ) est automatiquement satisfaite. Les figures 13f à 13j correspondent aux différentiels conçus pour que μilréf soit supérieur à 1. Dans ce cas, les deux trains planétaires simples constitutifs du différentiel doivent être conçus pour que la relation φl4 < ( 1 / ψ21 ) soit satisfaite. La situation pour laquelle le glissement de l'induit du frein électromagnétique à poudre est nul est montrée aux figures 13a et 13f. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilréf = φl4, μi2 ≈ μi2réf = ( ψ21 . φl4 ) < 1, μp = ( cop / ωe ) = 0. Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est négatif sont montrées aux figures 13b, 13c, 13g et 13h. Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est positif sont montrées aux figures 13d, 13e, 13i et 13j. A ces situations, correspondent les fonctions suivantes des rapports μil et μi2 en fonction du rapport μp : μi2 = κ2 + ( p2 . μp ) = {( ψ21 . φl4 ) + [ (l - ψ21 ) . μp ] }, μil = κl = φl4. La première roue libre est orientée pour satisfaire la condition suivante :
(ωi2 > 0).
La situation correspondant au blocage de la première roue libre est montrée aux figures 13c et 13h. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilmin = φl4, μi2 ≈ μi2min = 0, μp = μpmin = [ ( ψ21 . φl4 ) / ( ψ21 - 1 ) ] < 0. Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la première roue libre, négatif et minimal. Dans la sixième réalisation particulière, la deuxième roue libre doit être interposée entre deux des sous-ensembles suivants : le premier sous-ensemble intermédiaire, le deuxième sous-ensemble intermédiaire et le sous-ensemble de pilotage. Elle doit être orientée pour satisfaire l'une des conditions suivantes, selon le choix des sous- ensembles entre lesquels elle est interposée :
(ωp < ωil), (ωi2 < ωil), (ωp < ωi2).
La situation correspondant au blocage de la deuxième roue libre est montrée aux figures 13e et 13 j par la ligne I. Il y correspond les relations suivantes : μil = μimax = φl4, μi2 = μi2max = φl4, μp = μpmax = φl4.
Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la deuxième roue libre, maximal et positif. Dans la septième réalisation particulière, la deuxième roue libre interposée entre d'une part le sous-ensemble primaire et d'autre part le sous-ensemble de pilotage ou le deuxième sous-ensemble intermédiaire. Elle doit être orientée pour satisfaire selon le cas l'une des conditions suivantes :
(ωp < ωe), (ωi2 < ωe).
La situation correspondant au blocage de la deuxième roue libre interposée entre le sous-ensemble primaire et le sous-ensemble de pilotage est montrée aux figures 13e et 13j par la ligne II. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilmax = φl4, μi2 = μi2max ≈ [ ( φl4 . ψ21 ) + ( 1 - ψ21 ) ], μp = μpmax =1. Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la deuxième roue libre, maximal et égal à 1. La situation correspondant au blocage de la deuxième roue libre interposée entre le sous-ensemble primaire et le deuxième sous-ensemble intermédiaire est montrée aux figures 13e et 13j par la ligne III. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilmax = φl4, μi2 = μi2max = 1, μp = μpmax = {[ 1 - ( φl4 . \|/21 ) ] / ( 1 - ψ21 ) }.
Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la deuxième roue libre, maximal et positif.
[0075] Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 13a à 13j se particularisent selon les caractéristiques géométriques des différentiels des systèmes primaires auxquels ils s'appliquent, comme il est indiqué au paragraphe [0076].
[0076] Pour les systèmes primaires montrés aux figures 11 et 12 et pour les variantes de ces systèmes primaires : λl = ( φ 14 - 1 ) et Xl = ( 1 - ψ 21 ) / ψ 21 φ 14 = ( 1 + λî) et ψ 21 = 1 / ( 1 + λ2) μilréf≈ φ 14 = ( l + λl) μi2réf= ( ψ 21 . φ 14 ) = ( 1 + λl) / ( 1 + λ2). Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 13a à 13e s'appliquent aux systèmes primaires montrés aux figures 11 et 12. Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 13f à 13j s'appliquent aux variantes de ces systèmes primaires.
(0077] Sur la figure 14, qui montre un premier exemple de mise en oeuvre du système primaire selon la huitième réalisation particulière de l'invention, on distingue également :
- le planétaire P comportant nP dents ;
- le châssis porte-satellites PS ;
- la couronne C comportant nC dents, le planétaire P, la couronne C, le châssis porte- satellites PS et les satellites portés par ce châssis formant le train planétaire simple du différentiel ;
- la deuxième roue libre R4 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et l'arbre primaire Ae ;
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PS, tels que Sa et Sb. Les satellites tels que Sa engrènent d'une part avec les satellites tels que Sb et d'autre part avec la couronne C. Les satellites tels que Sb engrènent également avec le planétaire P ;
- l'élément primaire qui se confond avec le premier élément secondaire et qui s'identifie au châssis porte-satellites PS, entraîné par le tronçon d'arbre commun à l'arbre primaire Ae et au premier arbre intermédiaire Ail ;
- le deuxième élément secondaire qui s'identifie à la couronne C et qui entraîne le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- l'élément tertiaire qui s'identifie au planétaire P, lié en rotation à l'arbre de pilotage Ap ; - la première roue libre Rl interposée entre un élément du sous-ensemble immobile et le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- la deuxième roue libre R7 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et l'arbre Aa prolongeant le deuxième arbre intermédiaire Ai2 au delà de la couronne C ; - la deuxième roue libre Rl 3 interposée entre le deuxième arbre intermédiaire Ai2 et le tronçon d'arbre commun à l'arbre primaire Ae et au premier arbre intermédiaire Ail . Le différentiel du système primaire montré à la figure 14 est caractérisé géométriquement par le rapport λ défini selon la relation : λ = - nP / nC.
[0078] Sur la figure 15, qui montre un deuxième exemple de mise en œuvre du système primaire selon la huitième réalisation particulière de l'invention, on distingue également :
- le planétaire Pl comportant nPl dents ;
- le châssis porte-satellites PS ;
- le planétaire P2 comportant nP2 dents ; le planétaire Pl, le planétaire P2, le châssis porte-satellites PS et les satellites portés par ce châssis formant le train planétaire simple du différentiel ;
- l'élément primaire qui se confond avec le premier élément secondaire et qui s'identifie au planétaire Pl, entraîné par le tronçon d'arbre commun à l'arbre primaire Ae et au premier arbre intermédiaire Ail ;
- le deuxième élément secondaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PS et qui entraîne le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- l'élément tertiaire qui s'identifie au planétaire P2, lié en rotation à l'arbre de pilotage Ap ;
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PS, tels que S2 et S 12, chacun des satellites tels que S 12 engrenant avec un satellite tel que S2. Les satellites tels que S 12 engrenant également avec le planétaire Pl et les satellites tels que S2 engrenant également avec le planétaire P2 ;
- la première roue libre Rl interposée entre un élément du sous-ensemble immobile et le châssis porte-satellites PS ; - la deuxième roue libre R4 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et l'arbre primaire Ae ;
- la deuxième roue libre R5 interposée entre le deuxième arbre intermédiaire Ai2 et le premier arbre intermédiaire Ail ;
- la deuxième roue libre R7 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et le châssis porte- satellites PS ;
Le différentiel des systèmes primaires montrés à la figure 15 est caractérisé géométriquement par le rapport λ défini selon la relation : λ ≈ nPl / nP2.
[0079] Les figures 16a à 16e montrent les diagrammes cinématiques correspondant à la huitième réalisation particulière de l'invention. Selon cette réalisation : μilréf = ( ζl / ζ4 ) = ψ 14 = 1, μA2réf = ( ζ2 / ζ4 ) ≈ ψ 24.
Conformément à la description des paragraphes [0014] et [0029] le différentiel est conçu de sorte que :
0 < μi2réf < 1 ≈ μilréf.
Il en résulte, compte tenu de l'orientation choisie pour l'axe des abscisses, les relations suivantes :
0 < ψ 24 < ψ l4 = 1. La situation pour laquelle le glissement de l'induit du frein électromagnétique à poudre est nul est montrée à la figure 16a. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilréf- 1, μi2 = μi2réf ≈ ψ 24 < 1, μp ≈ (ωp / ωe) ≈ 0.
Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est négatif sont montrées aux figures 16b et 16c. Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est positif sont montrées aux figures 16d et 16e. A ces situations, correspondent les fonctions suivantes des rapports μil et μi2 en fonction du rapport μp : μil = κl ≈ μilréf = 1, μi2 = κ2 + ( p2 . μp ) ≈ { ψ 24 + [(I - ψ 24) . μp] }. La première roue libre est orientée pour satisfaire la condition suivante :
(ωi2 > 0).
La situation correspondant au blocage de la première roue libre est montrée à la figure 16c. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilmax = 1, μi2 = μi2min ≈ 0, μp ≈ μpmin = [ψ 24 / (ψ 24 - I)] < 0. Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la première roue libre, négatif et minimal. Dans cette huitième réalisation particulière, la deuxième roue libre peut être interposée entre deux des trois sous-ensembles distincts suivants : le sous-ensemble primaire confondu avec le premier sous-ensemble intermédiaire, le deuxième sous-ensemble intermédiaire et le sous-ensemble de pilotage. Elle doit être orientée pour satisfaire l'une des conditions suivantes, selon le choix des sous-ensembles entre lesquels elle est interposée :
(ωp < ωe), (ωi2 < ωe), (ωp < ωi2).
La situation correspondant au blocage de la deuxième roue libre est montrée à la figure 16e. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilmax = 1, μi2 = μi2max = 1, μp = μpmax = 1.
Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la deuxième roue libre, maximal et égal à 1.
[0080] Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 16a à 16e se particularisent selon les caractéristiques géométriques des différentiels des systèmes primaires auxquels ils s'appliquent, comme il est indiqué aux paragraphes [0081] à [0082].
[0081] Pour le système primaire montré à Ia figure 14 : λ = - ψ 24 et ψ24 = - λ μilréf = 1 et μi2réf ≈ ψ24 = - λ. [0082] Pour le système primaire montré à la figure 15 : λ = ψ 24 / (l - ψ 24) et ψ24 = λ / (l + λ) μilréf = 1 et μi2réf = ψ24 = λ / ( 1 + λ).
[0083] Sur les figures 17 et 18, qui montrent un exemple de mise en œuvre du système primaire selon respectivement les neuvième et dixième réalisations particulières de l'invention, on distingue également :
- l'arbre interne complémentaire Ac ;
- l'arbre interne fixe Ao, appartenant au sous-ensemble immobile ;
- le planétaire Pl comportant nPl dents ;
- le châssis porte-satellites PS 1 ;
- la couronne Cl comportant nCl dents, le planétaire Pl, la couronne Cl, le châssis porte-satellites PSl et les satellites portés par ce châssis formant le premier train planétaire simple du différentiel, situé du côté de la transmission secondaire ;
- le planétaire P2 comportant nP2 dents ;
- le châssis porte-satellites PS2 ;
- la couronne C2 comportant nC2 dents, le planétaire P2, le châssis porte-satellites PS2, la couronne C2 et les satellites portés par ce châssis formant le deuxième train planétaire simple du différentiel, situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire ;
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PS 1 , tels que S 1 qui engrènent avec le planétaire Pl et avec la couronne Cl ;
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PS2, tels que S2 qui engrènent avec le planétaire P2 et avec la couronne C2 ;
- l'élément primaire qui se confond avec le premier élément secondaire et qui s'identifie à la couronne Cl, entraîné par le tronçon d'arbre commun à l'arbre primaire Ae et au premier arbre intermédiaire Ail ; - le deuxième élément secondaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PS2 et qui entraîne le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- l'élément tertiaire qui s'identifie au planétaire Pl, lié en rotation à l'arbre de pilotage Ap ;
- le premier élément complémentaire qui s'identifie à la couronne C2, lié en rotation par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire Ac au troisième élément complémentaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PSl ;
- le deuxième élément complémentaire qui s'identifie au planétaire P2, fixé sur l'arbre fixe Ao ;
- la première roue libre Rl interposée entre l'arbre fixe Ao et le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- la première roue libre RI l interposée entre le deuxième arbre intermédiaire Ai2 et l'arbre complémentaire Ac.
Le différentiel des systèmes primaires montrés aux figures 17 et 18 est caractérisé géométriquement par les rapports λl et Xl définis selon les relations : λl - nPl / nCl et λ2 = nP2 / nC2.
[0084] Sur la figure 17, on distingue également :
- la première roue libre R8 interposée entre l'arbre fixe Ao et l'arbre complémentaire Ac ;
- la deuxième roue libre RIO interposée entre l'arbre complémentaire Ac et l'arbre Ab qui prolonge le tronçon d'arbre commun à l'arbre primaire Ae et au premier arbre intermédiaire Ail au delà de l'élément primaire ;
- la deuxième roue libre R12 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et l'arbre complémentaire Ac ;
- la deuxième roue libre Rl 4 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et le tronçon d'arbre commun à l'arbre primaire Ae et au premier arbre intermédiaire Ail. [0085] Sur la figure 18, on distingue également :
- la deuxième roue libre R7 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et le châssis porte- satellites PS2.
[0086] Les figures 19a à 19e montrent les diagrammes cinématiques correspondant aux neuvième et dixième réalisations particulières de l'invention. Selon ces réalisations : μilréf = ( ζl / ζ4 ) ≈ ψ 14 = 1, μcréf = (ωcréf / ωe) = ( ζ5 / ζ4 ) = ψ 54, μi2réf = ( μcréf . φ25) = ( ψ 54 . φ25) avec φ25 = ( x2 / x5 ).
Conformément à la description des paragraphes [0014], [0030] et [0031], le différentiel est conçu de telle sorte que :
0 < μi2réf< μilréf = 1 et 0 < μcréf < 1.
Il en résulte, compte tenu de l'orientation choisie pour l'axe des abscisses, les relations suivantes :
0 < φ25 < ( 1 / ψ54) et 0 < ψ54 < 1.
La situation pour laquelle le glissement de l'induit du frein électromagnétique à poudre est nul est montrée à la figure 19a. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilréf = 1 , μi2 = μi2réf = (φ25 . ψ 54) < 1, μp = (ωp / ωe) = 0. Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est négatif sont montrées aux figures 19b et 19c. Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est positif sont montrées aux figures 19d et 19e. A ces situations, correspondent les fonctions suivantes des rapports μil et μi2 en fonction du rapport μp : μil = κl = μilréf = 1, μc ≈ { Ψ 54 + [(l - ψ 54) . μp] }, μi2 = κ2 + ( ρ2 . μp ) = ( φ25 . μc ).
La première roue libre doit être orientée pour satisfaire l'une des trois conditions suivantes :
(ωi2 > 0), (ωc > 0), (ωc > ωi2). La situation correspondant au blocage de la première roue libre est montrée à la figure 19c. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilmin = 1, μc ≈ μcmin = 0, μi2 = μi2min = 0, μp = μpmin = [ψ 54 / (ψ 54 - I)] < 0.
Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la première roue libre, négatif et minimal. Dans la neuvième réalisation particulière, la deuxième roue libre peut être interposée entre deux des trois sous-ensembles suivants : le sous-ensemble primaire confondu avec le premier sous-ensemble intermédiaire, le sous-ensemble complémentaire et le sous-ensemble de pilotage. Elle doit être orientée pour satisfaire l'une des conditions suivantes, selon le choix des sous-ensembles entre lesquels elle est interposée :
(cop < ωe), (ωc < coe), (ωp < coc).
La situation correspondant au blocage de la deuxième roue libre est montrée à la figure 19e par les lignes I. U y correspond les relations suivantes : μil = μilmax = 1, μc = μcmax = 1, μi2 = μi2max = <j>25, μp = μpmax = 1. Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la deuxième roue libre, maximal et égal à 1. Dans la dixième réalisation particulière, la deuxième roue libre interposée entre le sous-ensemble de pilotage et le deuxième sous-ensemble intermédiaire. Elle doit être orientée pour satisfaire la condition suivante :
(cop < ωi2).
La situation correspondant au blocage de cette roue libre est montrée à la figure 19e par les lignes II. Il y correspond les relations suivantes : μi2 = μi2max = ( φ25 . ψ 54 ) / [ 1 + φ25 . ( ψ 54 - I ) ], μp = μpmax = ( φ25 . ψ 54 ) / [ 1 + φ25 . ( ψ 54 - 1 ) ] . μil = μilmax = 1.
Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la deuxième roue libre, maximal et positif. [0087] Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 19a à 19e se particularisent selon les caractéristiques géométriques des différentiels des systèmes primaires auxquels ils s'appliquent, comme il est indiqué au paragraphe [0088].
[0088] Pour les systèmes primaires montrés aux figures 17 et 18 : λl = ( l - ψ54 ) / ψ54 et λ2 = ( l - φ 25 ) / φ 25 ψ54 = 1 / ( 1 + λl) et φ 25 = 1 / ( 1 + λ2) μcréf= ψ54 = l / ( l + λl) μilréf = 1 et μi2réf = ( φ 21 . ψ54 ) = 1 / [( 1 + λl).( 1 + Xl)).
[0089] Sur les figures 20 et 21, qui montrent un exemple de mise en œuvre du système primaire selon respectivement les onzième et douzième réalisations particulières de l'invention, on distingue également :
- l'arbre interne complémentaire Ac ;
- l'arbre interne fixe Ao appartenant au sous-ensemble immobile ;
- le planétaire Pl comportant nPl dents ;
- le châssis porte-satellites PSl ;
- la couronne Cl comportant nCl dents, le planétaire Pl, la couronne Cl, le châssis porte-satellites PSl et les satellites portés par ce châssis formant le premier train planétaire simple du différentiel, situé du côté de la transmission secondaire ;
- le planétaire P2 comportant nP2 dents ;
- le châssis porte-satellites PS2 ;
- la couronne C2 comportant nC2 dents, le planétaire P2, le châssis porte-satellites PS2, la couronne C2 et les satellites portés par ce châssis formant le deuxième train planétaire simple du différentiel, situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire ; - les satellites portés par le châssis porte-satellites PS2, tels que S2 qui engrènent avec le planétaire P2 et avec la couronne C2 ;
- la première roue libre Rl interposée entre un élément du sous-ensemble immobile et le deuxième arbre intermédiaire Ai2.
[0090] Sur la figure 20, on distingue également :
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PSl, tels que Sl qui engrènent avec le planétaire Pl et avec la couronne Cl ;
- l'élément primaire qui se confond avec le premier élément secondaire et qui s'identifie à la couronne Cl, entraîné par le tronçon d'arbre commun à l'arbre primaire Ae et au premier arbre intermédiaire Ail ;
- le deuxième élément secondaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PS2 et qui entraîne le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- l'élément tertiaire qui s'identifie au planétaire P2, lié en rotation à l'arbre de pilotage Ap ;
- le premier élément complémentaire qui s'identifie à la couronne C2, lié en rotation par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire Ac au troisième élément complémentaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PSl ;
- le deuxième élément complémentaire qui s'identifie au planétaire Pl, fixé sur l'arbre fixe Ao ;
- la deuxième roue libre R7 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- la deuxième roue libre RI l interposée entre le deuxième arbre intermédiaire Ai2 et l'arbre complémentaire Ac ;
- la deuxième roue libre R12 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et l'arbre complémentaire Ac.
Le différentiel du système primaire montré à la figure 20 est caractérisé géométriquement par les rapports λl et λ2 définis selon les relations : λl = nPl / nCl et λ2 ≈ nP2 / nC2.
A titre de variante, il est également possible de concevoir le premier train planétaire simple pour que celui-ci soit à doubles satellites et non à simples satellites comme représenté sur la figure. Dans ce cas : λl = - nPl / nCl et λ2 = nP2 / nC2.
[0091] Sur la figure 21, on distingue également :
- les satellites portés par le châssis porte-satellites PSl, tels que SIa et SIb. Les satellites tels que SIa engrènent d'une part avec les satellites tels que SIb et d'autre part avec la couronne Cl. Les satellites tels que SIb engrènent également avec le planétaire Pl ;
- l'élément primaire qui se confond avec le premier élément secondaire et qui s'identifie au châssis porte-satellites PSl, entraîné par le tronçon d'arbre commun à l'arbre primaire Ae et au premier arbre intermédiaire Ail ;
- le deuxième élément secondaire qui s'identifie au châssis porte-satellites PS2 et qui entraîne le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- l'élément tertiaire qui s'identifie au planétaire P2, lié en rotation à l'arbre de pilotage Ap ;
- le premier élément complémentaire qui s'identifie à la couronne C2, lié en rotation par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire Ac au troisième élément complémentaire qui s'identifie à la couronne Cl ;
- le deuxième élément complémentaire qui s'identifie au planétaire Pl, fixé sur l'arbre fixe Ao ;
- la deuxième roue libre Rl 3 interposée entre le châssis porte-satellites PS2 et le châssis porte-satellites PSl ;
- la deuxième roue libre R14 interposée entre l'arbre de pilotage Ap et le châssis porte- satellites PS 1. Le différentiel des systèmes primaires montrés à la figure 21 est caractérisé géométriquement par les rapports λl et λ2 définis selon les relations : λl = - nPl / nCl et Xl = nP2 / nC2.
A titre de variante, il est également possible de concevoir le premier train planétaire simple pour que celui-ci soit à simples satellites et non à doubles satellites comme représenté sur la figure. Dans ce cas : λl ≈ nPl / nCl et λ2 = nP2 / nC2.
[0092] Les figures 22a à 22j montrent les diagrammes cinématiques correspondant aux onzième et douzième réalisations particulières de l'invention. Selon ces réalisations : μilréf = 1, μcréf = (ωcréf / ωe) = φ54 = ( x5 / x4 ), μi2réf = ( φ54 . ψ25) avec ψ 25 = ( ζ2 / ζ5).
Conformément à la description du paragraphes [0014], [0032] et [0033], le différentiel est conçu de telle sorte que :
0 < μi2réf < μilréf = 1 et μi2réf < μcréf .
Il en résulte, compte tenu de l'orientation choisie pour l'axe des abscisses, les relations suivantes :
0 < φ54 < ( 1 / ψ25 ) et 0 < ψ25 < 1.
Selon ces réalisations, deux cas particuliers doivent être distingués selon que φ54 est inférieur, ou supérieur à 1, c'est-à-dire selon que μcréf est inférieur ou supérieur à 1.
[0093] Les figures 22a à 22e correspondent aux différentiels conçus pour que μcréf soit inférieur à 1. Dans ce cas, la relation φ54 < ( 1 / ψ25 ) est automatiquement satisfaite. Les figures 22f à 22j correspondent aux différentiels conçus pour que μcréf soit supérieur à 1. Dans ce cas, les deux trains planétaires simples constitutifs du différentiel doivent être conçus pour que la relation φ54 < ( 1 / ψ25 ) soit satisfaite. La situation pour laquelle le glissement de l'induit du frein électromagnétique à poudre est nul est montrée aux figures 22a et 22f. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilréf = 1 , μi2 = μi2réf = (ψ 25 . φ54) < 1, μp = (ωp / ωe) = 0. Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est négatif sont montrées aux figures 22b, 22c, 22g et 22h. Les situations pour lesquelles le glissement relatif μp est positif sont montrées aux figures 22d, 22e, 22i et 22j. A ces situations, correspondent les fonctions suivantes des rapports μil et μi2 en fonction du rapport μp : μi2 = κ2 + ( p2 . μP ) = {( ψ25 . φ54 ) + [ (l - ψ25 ) . μp ] }, μil = κl = μilréf = 1. La première roue libre doit être orientée pour satisfaire la condition suivante :
(ωi2 > 0).
La situation correspondant au blocage de la première roue libre est montrée aux figures 22c et 22h. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilmin = 1, μi2 = μi2min = 0, μp = μpmin = [ ( ψ25 . φ54 ) / ( ψ25 - 1 ) ] < 0. Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la première roue libre, négatif et minimal. Dans la onzième réalisation particulière, la deuxième roue libre doit être interposée entre deux des trois sous-ensembles suivants : le sous-ensemble complémentaire, le deuxième sous-ensemble intermédiaire et le sous-ensemble de pilotage. Elle doit être orientée pour satisfaire l'une des conditions suivantes, selon le choix des sous- ensembles entre lesquels elle est interposée :
(ωp < ωc), (ωi2 < ωc), (ωp < ωi2).
La situation correspondant au blocage de la deuxième roue libre est montrée aux figures 22e et 22j par la ligne I. Il y correspond les relations suivantes : μil = μimax = 1, μi2 = μi2max = φ54, μp = μpmax = φ54.
Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la deuxième roue libre, positif et maximal. Dans la douzième réalisation particulière, la deuxième roue libre interposée entre d'une part le sous-ensemble primaire confondu avec le premier sous-ensemble intermédiaire et d'autre part le sous-ensemble de pilotage ou le deuxième sous- ensemble intermédiaire. Elle doit être orientée pour satisfaire selon le cas l'une des conditions suivantes :
(ωp < ωe), (ωi2 < ωe).
La situation correspondant au blocage de la deuxième roue libre interposée entre d'une part le sous-ensemble primaire confondu avec le premier sous-ensemble intermédiaire et d'autre part le sous-ensemble de pilotage est montrée aux figures 22e et 22j par la ligne IL II y correspond les relations suivantes : μil = μilmax = 1, μi2 = μi2max = [ ( φ54 . ψ25 ) + ( 1 - ψ25) ], μp = μpmax =l.
Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la deuxième roue libre, maximal et égal à 1. La situation correspondant au blocage de la deuxième roue libre interposée entre d'une part le sous-ensemble primaire confondu avec le premier sous-ensemble intermédiaire et d'autre part le deuxième sous-ensemble intermédiaire est montrée aux figures 22e et 22j par la ligne III. Il y correspond les relations suivantes : μil = μilmax = 1, μi2 = μi2max = 1, μp = μpmax = {[ 1 - ( φ54 . ψ25 ) ] / ( 1 - ψ25 ) }.
Le glissement relatif de l'induit du frein électromagnétique à poudre est dans cette situation de blocage de la deuxième roue libre, maximal et positif.
[0094] Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 22a à 22j se particularisent selon les caractéristiques géométriques des différentiels des systèmes primaires auxquels ils s'appliquent, comme il est indiqué aux paragraphes [0095] et [0096]. [0095] Pour le système primaire montré à la figure 20 et pour la variante de ce système primaire : λl ≈ ( 1 - φ 54 ) / φ 54 et λ2 ≈ ( 1 - ψ 25 ) / ψ 25 φ 54 = 1 / ( 1 + λl) et ψ 25 ≈ 1 / ( 1 + λ2) μcréf = φ 54 = 1 / ( 1 + λl) μilréf = 1 et μi2réf ≈ ( ψ 25 . φ 54 ) = 1 / [( 1 + λl).( 1 + λ2)]. Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 22a à 22e s'appliquent au système primaire montré sur la figure 20. Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 22f à 22j s'appliquent à la variante de ce système primaire.
[0096] Pour le système primaire montré à la figure 21 et pour la variante de ce système primaire : λl = ( φ 54 - 1 ) et λ2 ≈ ( 1 - ψ 25 ) / ψ 25 φ 54 = ( 1 + λl) et ψ 25 = 1 / ( 1 + λ2) μcréf = φ 54 = ( l + λl) μilréf = 1 et μi2réf = ( ψ 21 . φ 54 ) = ( 1 + λl) / ( 1 + λ2).
Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 22a à 22e s'appliquent au système primaire montré sur la figure 21. Les diagrammes cinématiques montrés aux figures 22f à 22j s'appliquent à la variante de ce système primaire.
[0097] La figure 23 montre un premier exemple de réalisation de boîtes de vitesse.
[0098] La figure 24 montre un deuxième exemple de réalisation de boîtes de vitesse.
[0099] La figure 25 montre un troisième exemple de réalisation de boîtes de vitesse.
[0100] II va de soi que ces trois exemples détaillés de réalisation de boîtes de vitesses à partir de trois réalisations particulières du système primaire représentés sur les figures 14, 3 et 5 n'ont aucun caractère limitatif et qu'il est à la portée de l'homme de l'art de réaliser des boîtes de vitesses automatiques à partir des autres modes de réalisation du système primaire à partir de la description détaillée de ces systèmes.
[0101] Pour la suite de la description, nous convenons de définir l'ordre des éléments primaires de la transmission secondaire selon la règle suivante : si le premier élément primaire est entraîné à une vitesse angulaire col > 0, le deuxième élément primaire étant immobilisé, l'élément secondaire de la transmission secondaire est entraîné à une vitesse angulaire ωs telle que ωs < 0 et si le premier élément primaire est entraîné à une vitesse angulaire col > 0, le troisième élément primaire étant immobilisé, l'élément secondaire de la transmission secondaire est entraîné à une vitesse angulaire ωs telle que : 0 < ωs < col.
[0102] Sur les figures 23 à 25, on reconnaît :
- l'arbre primaire Ae ;
- le premier arbre intermédiaire Ail ;
- le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- l'arbre de pilotage Ap ;
- le frein électromagnétique à poudre CO dont l'inducteur est maintenu immobile et dont l'induit est lié en rotation à l'arbre de pilotage ;
- l'élément primaire du différentiel. Il s'agit châssis porte-satellites PS sur la figure 23, de la couronne Cl sur la figure 24, de la couronne Cl sur la figure 25 ;
- le premier élément secondaire du différentiel. Il s'agit du châssis porte-satellites PS sur la figure 23, de la couronne C2 sur la figure 24 et du châssis porte-satellites PSl sur la figure 25 ;
- le deuxième élément secondaire du différentiel. Il s'agit de la couronne C sur la figure 23, du châssis porte-satellites PS 12 sur la figure 24 et de la couronne C2 sur la figure 25 ; - l'élément tertiaire du différentiel. Il s'agit du planétaire P sur la figure 23, du planétaire P 1 sur les figures 24 et 25 ;
- le premier frein Fl dont l'élément mobile est lié en rotation au premier élément primaire de la transmission secondaire, qui s'identifie, sur les figures 23 et 24 au planétaire P3 et sur la figure 25 à l'ensemble formé des planétaires P3, P4a et P4b qui sont liés en rotation, les deux premiers par un arbre Al et les deux derniers par leur engrènement avec les satellites S4 montés fous sur le châssis porte-satellites PS4 ;
- le deuxième frein F2 dont l'élément mobile est lié en rotation au deuxième élément primaire de la transmission secondaire, qui s'identifie, sur les figures 23 et 24 au châssis porte-satellites PS34 et sur la figure 25 au châssis porte-satellites PS4 ;
- le premier embrayage El interposé entre le premier élément primaire de la transmission secondaire et le deuxième arbre intermédiaire Ai2 ;
- le deuxième embrayage E2 interposé entre le deuxième élément primaire de la transmission secondaire et le premier arbre intermédiaire Ail ;
- le troisième embrayage E3 interposé entre le deuxième arbre intermédiaire Ai2 et le troisième élément primaire de la transmission secondaire qui s'identifie, sur les figures 23 et 24 au planétaire P4 et sur la figure 25 à la couronne C3 ;
- l'élément secondaire de la transmission secondaire. Il s'agit de la couronne C34 sur les figures 23 et 24 et de l'ensemble formé par la couronne C4 et par le châssis porte- satellites PS3 liés en rotation par un arbre Am, sur la figure 25.
[0103] Sur la figure 23, on reconnaît également :
- les satellites Sa et Sb montés fous sur le châssis porte-satellites PS, les satellites Sa engrenant avec les satellites Sb, les satellites Sa engrenant avec la couronne C et les satellites Sb avec le planétaire P ;
- les satellites S34 et S4 montés fous sur le châssis porte-satellites PS34, les satellites S34 engrenant avec les satellites S4, avec la couronne C34 et avec le planétaire P3, les satellites S4 engrenant avec le planétaire P4 ; - l'arbre secondaire As ;
- la première roue libre Rl qui impose au deuxième arbre intermédiaire Ai2 une vitesse supérieure ou égale à 0 ;
- la deuxième roue libre Rl 3 qui impose au deuxième arbre intermédiaire Ai2 une vitesse inférieure ou égale à la vitesse de l'arbre primaire Ae.
[0104] Sur la figure 24, on reconnaît également :
- l'arbre Aps qui prolonge le deuxième arbre intermédiaire Ai2 au delà du châssis porte-satellites PS 12 ;
- le quatrième embrayage E4 interposé entre le deuxième élément primaire de la transmission secondaire et le premier arbre intermédiaire Ail ;
- les satellites Sl et S2 montés fous sur le châssis porte-satellites PS 12, les satellites Sl étant liés en rotation avec les satellites S2, les satellites Sl engrenant avec le planétaire Pl et avec la couronne Cl, les satellites S2 engrenant avec la couronne C2 ;
- les satellites S34 et S4 montés fous sur le châssis porte-satellites PS34, les satellites S34 engrenant avec les satellites S4, avec la couronne C34 et avec le planétaire P3, les satellites S4 engrenant avec le planétaire P4 ;
- l'arbre secondaire As ;
- la première roue libre Rl qui impose au deuxième arbre intermédiaire Ai2 une vitesse supérieure ou égale à 0 ;
- la deuxième roue libre R7 qui impose au deuxième arbre intermédiaire Ai2 une vitesse supérieure ou égale à la vitesse de l'arbre de pilotage Ap.
[0105] Sur la figure 25, on reconnaît également :
- l'arbre fixe Ao ;
- le châssis porte-satellites PS2, premier élément complémentaire du différentiel ;
- le planétaire P2, deuxième élément complémentaire du différentiel ;
- l'arbre complémentaire Ac ; - le quatrième embrayage E4 interposé entre le premier élément primaire de la transmission secondaire et le premier arbre intermédiaire Ail ;
- les satellites Sl, S2a et S2b montés fous sur les châssis porte-satellites PSl et PS2 liés en rotation, les satellites S2a engrenant avec les satellites S2b, les satellites S2a engrenant également avec la couronne C2, les satellites S2b engrenant également avec le planétaire P2, les satellites Sl engrenant avec le planétaire Pl et la couronne Cl ;
- les satellites S3 montés fous sur le châssis porte-satellites PS3, les satellites S3 engrenant avec le planétaire P3 et la couronne C3 ;
- les satellites S4 montés fous sur le châssis porte-satellites PS4, les satellites S4 engrenant avec les planétaires P4a et P4b ainsi qu'avec la couronne C4 ;
- le pignon denté Rs qui engrène avec une roue, non montrée, liée à l'arbre secondaire, non montré, cet arbre étant parallèle à l'axe de l'arbre primaire Ae ;
- la première roue libre R9 qui impose à l'arbre complémentaire Ac une vitesse supérieure ou égale à 0 ;
- la deuxième roue libre R6 qui impose à l'arbre complémentaire Ac une vitesse supérieure ou égale à la vitesse de l'arbre de pilotage Ap.
[0106] Quelles que soient les réalisations particulières de l'invention, les relations entre les vitesses angulaires des éléments du différentiel s'écrivent sous la forme générale suivante : μil ≈ κl + ( pl . μp ) μi2 = κ2 + ( p2 . μp ), κl, pi, κ2 et p2 désignant des constantes caractéristiques de la conception du différentiel. La dérivation par rapport au temps de ces deux relations conduit à deux relations entre les accélérations angulaires des éléments du différentiel :
(dωil/dt) ≈ [κl . (dωe/dt)] + [pi . (dωp/dt)]
(dωi2/dt) ≈ [κ2 . (dωe/dt)] + [p2 . (dωp/dt)], dans lesquelles (dωil/dt), (dωi2/dt), (dωe/dt) et (dωp/dt) désignent respectivement les accélérations angulaires du premier élément secondaire, du deuxième élément secondaire, de l'élément primaire et de l'élément tertiaire du différentiel. Globalement les deux relations entre les vitesses angulaires et les deux relations entre les accélérations angulaires des éléments du différentiel constituent les équations cinématiques du différentiel.
[0107] Pour préciser le fonctionnement dynamique du système primaire dans les boîtes de vitesses conformes à l'invention, en l'absence de blocage des roues libres :
- nous convenons d'utiliser :
- l'indice k pour désigner une grandeur relative au sous-ensemble k, les indices k = il, i2, p et e correspondant respectivement au premier sous- ensemble intermédiaire, au deuxième sous-ensemble intermédiaire, au sous- ensemble de pilotage et au sous-ensemble primaire ;
- l'indice j pour désigner une grandeur relative aux éléments du différentiel, les indices j = 1, 2, 3 et 4 correspondant respectivement au premier élément secondaire, au deuxième élément secondaire, à l'élément tertiaire et à l'élément primaire ;
- nous faisons l'hypothèse selon laquelle le moment du couple appliqué à un élément quelconque de la boîte de vitesses est considéré comme positif lorsqu'il tend à augmenter la vitesse angulaire de cet élément, ce qui implique qu'une puissance motrice fournie à un tel élément est considérée comme positive et qu'une puissance résistante est considérée comme négative ;
- nous désignons respectivement par Pk et par Mk la puissance et le moment du couple fournis au sous-ensemble k au niveau de son entrée.
Lorsque plusieurs embrayages sont interposés entre un arbre intermédiaire et plusieurs éléments primaires de la transmission secondaire comme indiqué au paragraphe [0015], c'est l'ensemble des entrées correspondantes qui doit être pris en compte pour les définitions de Pk et de Mk. On en déduit les relations :
Pk ≈ (Mk.ωk).
En particulier, Pp et Mp désignent respectivement la puissance et le moment du couple développé dans le frein électromagnétique à poudre. Suivant notre hypothèse, Pp est toujours négatif ou nul ;
- Nous désignons respectivement par Pfk et par Mfk la puissance et le moment du couple perdus par frottement dans le sous-ensemble d'indice k. Suivant notre hypothèse, Pfk est négatif.
On en déduit les relations :
Pfk = (Mfk.ωk) ;
- Nous désignons par Jk le moment d'inertie massique du sous-ensemble k, déterminé par rapport à son axe de rotation ;
- Nous désignons par Rk la réaction d'inertie du sous-ensemble d'indice k. Il résulte :
Rk = - {Jk.[d(ωk)/dt]} ;
- Nous désignons par Mj le moment du couple fourni à un élément j du différentiel par le sous-ensemble k.
[0108] Dans le cas général où l'élément primaire et le premier élément secondaire du différentiel sont distincts, les équations d'équilibre dynamique du premier sous- ensemble intermédiaire, du deuxième sous-ensemble intermédiaire, du sous-ensemble de pilotage et du sous-ensemble primaire s'écrivent, en l'absence de blocage des roues libres :
Ml = RiI + MiI + Mfil ;
M2 = Ri2 + Mi2 + Mfi2 ; M3 = Rp + Mp + Mfp ; M4 = Re + Me + Mfe.
Dans le cas particulier où le premier arbre intermédiaire et l'arbre primaire forment un tronçon d'arbre commun, l'élément primaire et le premier élément secondaire du différentiel se confondant, Ml est égal à M4, Mfil est égal à Mfe, RiI est égal à Re, la première et la quatrième relations précédentes sont remplacées par la relation commune d'équilibre du sous-ensemble primaire et du premier sous-ensemble intermédiaire :
M4 = Re + (Mil + Me) + Mfe.
[0109] L'étude dynamique de la transmission secondaire permet de connaître les moments des couples Mil et Mi2, pour chaque activation particulière des embrayages et freins interposés entre cette transmission secondaire et le système primaire. Lorsqu'un embrayage dont l'élément primaire appartient à l'un des sous-ensembles intermédiaire est maintenu fermé, le moment du couple Mi appliqué à ce sous- ensemble intermédiaire - Mil ou Mi2 selon le cas - est déterminé par l'équilibre dynamique de la transmission secondaire en fonction du couple appliqué par le sol aux roues du véhicule, en fonction des grandeurs cinématiques et dynamiques caractéristiques de la transmission secondaire ainsi que des éléments qu'elle entraîne et le cas échéant en fonction du couple de frottement développé par l'un des freins lorsque ce frein glisse. Lorsqu'un embrayage dont l'élément primaire appartient à l'un des sous-ensembles intermédiaire glisse, le moment du couple Mi appliqué à ce sous- ensemble intermédiaire est déterminé par le couple de frottement développé dans cet embrayage, les couples de frottement dans les embrayages et/ou freins résultant des couples de serrage qui leur sont appliqués. Lorsque tous les embrayages interposés entre le système primaire et la transmission secondaire sont ouverts, les moments des couples Mil et Mi2 sont nuls. [0110] La situation pour laquelle Pp = (Mp.ωp) est négative, correspond à un couple de moment Mp développé dans le frein électromagnétique à poudre non nul et à un glissement de l'induit du frein électromagnétique à poudre, c'est-à-dire à une vitesse ωp du sous-ensemble de pilotage différente de 0.
Dans cette hypothèse, l'équation d'équilibre dynamique du différentiel s'écrit respectivement, dans le cas général et dans le cas particulier précisés au paragraphe [0108] :
Ml + M2 +M3 + M4 ≈ 0
M2 + M3 + M4 = 0
L'expression du principe de la puissance virtuelle appliquée au différentiel s'écrit respectivement, dans le cas général et dans le cas particulier précisés au paragraphe [0108], en désignant par Pfd la puissance perdue par frottement dans le différentiel : (Ml.ωil) + (M2.ωi2) + (M3.ωp) + (M4.ωe) + Pfd = 0
(M2.ωi2) + (M3.ωρ) + (M4.ωe) + Pfd = 0
Si η désigne le rendement du différentiel, on peut définir un couple équivalent de moment M4*, respectivement par l'une des deux relations suivantes, selon que le moteur du véhicule fournit une puissance motrice ou fonctionne en frein moteur :
M4* = η . M4 M4* = (l / η ) . M4.
L'expression du principe de la puissance virtuelle s'écrit alors respectivement : (Ml.ωil) + (M2.ωi2) + (M3.ωp) + (M4*.ωe) = 0
(M2.ωi2) + (M3.ωp) + (M4*.ωe) = 0.
Le principe de la puissance virtuelle s'applique pour toutes les vitesses des éléments du différentiel compatibles avec les équations cinématiques du différentiel. L'exploitation successive de ce principe dans les cas particuliers pour lesquels μil = 0, μi2 = 0 et μp = 0 permet de dégager, dans le cas général les relations entre Ml et M4*, M2 et M4*, M3 et M4* et dans le cas particulier les relations entre M2 et M4*, M3 et M4*. Ces relations constituent les équations dynamiques du différentiel. [0111] Lorsque, dans la situation pour laquelle Pp = (Mp.ωp) est négative, les embrayages et/ou freins interposés entre le système primaire et la transmission secondaire étant maintenus fermés, le conducteur impose par l'appui sur l'accélérateur la charge sur le moteur, on peut adapter le couple de moment Mp en imposant le courant électrique de pilotage Ip, en vue de modifier le glissement dans le frein électromagnétique à poudre. Cette adaptation peut être réalisée soit sans modifier la charge sur le moteur, imposée par le conducteur, soit en modifiant à la marge la consigne de charge de manière à adapter avec plus de précision les moments Me et Mp.
L'adaptation du moment Mp permet en particulier l'annulation progressive du glissement dans le frein électromagnétique à poudre, à partir d'une situation pour laquelle il y avait glissement, μil devient alors égal à μilréf et μi2 à μi2réf. U est à noter que l'appui du pied du conducteur sur l'accélérateur impose la charge sur le moteur, par la position angulaire du papillon des gaz à l'entrée des canaux d'aspiration ou le positionnement de tout autre dispositif analogue, sur les moteurs à essence et par la quantité du carburant injecté, sur les moteurs diesel. Par la connaissance de la cartographie du moteur et la mesure de sa vitesse de rotation ωe, on déduit la valeur du couple de moment Me pour toute charge mesurée, selon le cas par un capteur de position ou par un capteur de débit.
L'adaptation du moment Mp à la valeur du moment Me en vue de modifier ou d'annuler le glissement dans le frein électromagnétique à poudre est définie par la solution simultanée des équations cinématiques et dynamiques du différentiel précisées aux paragraphes [0106] et [0110]. Elle est mise en oeuvre par les moyens de calcul, de production et de contrôle du courant électrique de pilotage Ip, à partir des informations fournies par des capteurs de vitesses mesurant à tout instant les vitesses des sous-ensembles ainsi que la vitesse de l'arbre secondaire de la boîte de vitesses, par un capteur de position de l'accélérateur, par la mesure de la charge du moteur ainsi que par des capteurs indiquant quels embrayages et/ou freins interposés entre le système primaire et la transmission secondaire sont maintenus fermés. L'adaptation du moment Mp peut en particulier être choisie pour assurer le passage d'une situation initiale pour laquelle la vitesse angulaire et l'accélération angulaire du sous-ensemble de pilotage sont respectivement égales à ωpO et à d(ωρθ)/dt, à une situation au temps τ pour laquelle sa vitesse angulaire et son accélération angulaire sont respectivement égales à ωpl et à d(ωpl)/dt. Pour obtenir ce résultat, on impose à partir de la situation initiale, sur l'intervalle de temps τ, une loi de variation du moment Mp qui induit une loi de variation de l'accélération angulaire d(ωρ)/dt telle que son intégrale sur cet intervalle de temps soit égale à (cùpl - ωpO) et telle que la valeur finale au temps τ de l'accélération angulaire soit égale à d(copl)/dt.
[0112] II importe de remarquer que le couple de moment Mp* développé dans le frein électromagnétique à poudre juste au moment où le glissement s'annule doit être immédiatement augmenté en module si l'on veut garantir le maintien de l'absence de glissement dans le frein électromagnétique à poudre. Lorsqu'il en est ainsi, la vitesse angulaire ωp du sous-ensemble de pilotage reste nulle, μil reste égal à μilréf et μi2 reste égal à μi2réf. La puissance développée dans le frein électromagnétique à poudre Pp = (Mp. ωp) reste nulle, quel que soit le moment Mp, à condition que : I Mp | > I Mp* .
[0113] Ip* étant le courant qui développe dans le frein électromagnétique à poudre le couple de moment Mp* :
- Si le courant de pilotage Ip reste inférieur à Ip*, l'inducteur développe un couple de moment Mp tel que la puissance Pp reste négative et l'induit glisse.
- Si le courant de pilotage Ip est maintenu à une valeur égale ou supérieure à Ip*, alors que la vitesse angulaire ωp du sous-ensemble de pilotage est initialement nulle, la puissance Pp reste nulle et l'induit reste immobilisé. - 12 -
- Si le courant de pilotage Ip est maintenu à une valeur supérieure à Ip*, alors que la vitesse angulaire ωp du sous-ensemble de pilotage n'est pas nulle, l'induit initialement en glissement finit par s'immobiliser.
[01 14] En l'absence de magnétisation dans le frein électromagnétique à poudre, le sous-ensemble de pilotage est animé d'une vitesse angulaire ωp non nulle dès que des puissances sont appliquées aux sous-ensembles intermédiaires et primaire. Dans cette situation, la vitesse angulaire ωp du sous-ensemble de pilotage peut être annulée en faisant croître continûment le courant de pilotage Ip et, après avoir été annulée, cette vitesse angulaire ωp reste nulle en maintenant un courant de pilotage Ip supérieur à Ip*. Inversement, si le courant de pilotage Ip initialement supérieur à Ip* est réduit en dessous de cette valeur et y est maintenu, le sous-ensemble de pilotage cesse d'être immobile.
[0115] La modulation du courant de pilotage Ip permet, dans les boîtes de vitesses objet de l'invention, l'action du frein électromagnétique à poudre principalement selon l'un des six modes suivants de pilotage :
- un premier mode de pilotage dit de maintien de l'absence de glissement, pour lequel le courant de pilotage Ip dit de magnétisation est maintenu à une valeur au moins égale à Ip*;
- un deuxième mode de pilotage dit de traînée, pour lequel le courant de pilotage Ip est maintenu à une valeur positive de même signe que Ip* mais sensiblement réduit, en vue de développer un couple de moment Mp faible, juste suffisant pour réduire les jeux et frottements dans la transmission du véhicule et éviter ainsi les vibrations ;
- un troisième mode de pilotage dit de démagnétisation, pour lequel le courant de pilotage Ip est choisi de sens opposé au courant Ip* et en module très faible par rapport à Ip*, en vue de démagnétiser l'induit initialement magnétisé par un courant Ip de même signe que Ip* et pour annuler ainsi immédiatement le moment Mp ; - un quatrième mode de pilotage dit d'adaptation du glissement - le plus souvent de réduction du glissement - , pour lequel le courant de pilotage Ip est continûment modifié en relation avec la charge sur le moteur pour adapter le glissement dans le frein électromagnétique à poudre ;
- un cinquième mode de pilotage dit d'annulation du glissement qui est un cas particulier du mode de réduction du glissement, pour lequel le courant de pilotage Ip et la charge sur le moteur est continûment modifié en relation avec la charge sur le moteur pour réduire progressivement le glissement dans le frein électromagnétique à poudre jusqu'à une valeur nulle, ces modifications étant choisies pour annuler simultanément le glissement et sa dérivée par rapport au temps ;
- un sixième mode de pilotage dit de rupture du couple transmis, pour lequel Ie courant de pilotage Ip est rapidement abaissé à une valeur nulle ou suffisamment faible par rapport à Ip* pour développer un couple de moment Mp suffisamment réduit et autoriser un glissement sensible dans le frein électromagnétique à poudre.
[0116] A la différence des boîtes de vitesses qui incorporent un convertisseur de couple hydraulique ou un coupleur hydraulique, pour lesquelles le glissement dans ces organes ne peut être modifié, dans les boîtes de vitesses objet de l'invention, le pilotage du frein électromagnétique à poudre en dépendance de Ia charge sur le moteur ou le cas échéant en contrôlant simultanément à la marge cette charge, permet le contrôle du glissement dans cet organe. Dans les boîtes de vitesses objet de l'invention, le maintien de la fermeture d'embrayages et/ou de freins interposés entre le système primaire et la transmission secondaire fournit soit deux ensembles de rapports de vitesses {ι = (cos / ωe)}, soit un rapport de vitesses I = (ωs / ωe) bien déterminé.
[0117] II s'agit de deux ensembles de rapports de vitesses {t = (ωs / ωe)} lorsqu'au moins un embrayage interposé entre le deuxième sous-ensemble intermédiaire et un élément primaire de la transmission secondaire est maintenu fermé et que le frein électromagnétique est piloté avec glissement. L'un de ces ensembles de rapports de vitesses correspond au cas où l'arbre primaire fournit à la boîte de vitesses une puissance motrice et l'autre ensemble correspond au cas où l'arbre primaire reçoit de la boîte de vitesses une puissance motrice, la valeur commune aux deux ensembles étant obtenue lorsque la vitesse du sous-ensemble de pilotage cop est nulle.
[0118] II s'agit de deux ensembles de rapports de vitesses {ι = (ωs / coe)} lorsque l'élément primaire et le premier élément intermédiaire du différentiel ne sont pas confondus, lorsqu'au moins un embrayage interposé entre le premier sous-ensemble intermédiaire et un élément primaire de la transmission secondaire est maintenu fermé et lorsque le frein électromagnétique est piloté avec glissement. L'un de ces ensembles de rapports de vitesses correspond au cas où l'arbre primaire fournit à la boîte de vitesses une puissance motrice et l'autre ensemble correspond au cas où l'arbre primaire reçoit de la boîte de vitesses une puissance motrice, la valeur commune aux deux ensembles étant obtenue lorsque la vitesse du sous-ensemble de pilotage cop est nulle.
[0119] II s'agit d'un rapport de vitesses iréf = (ωs / coe) bien déterminé dans les autres cas que ceux précisés aux paragraphes [0117] et [0118].
[0120] L'existence de deux ensembles de rapports de vitesses {ι = (ωs / coe)}résulte de ce que la puissance Pp développée dans le frein électromagnétique à poudre est toujours négative lorsque ce frein glisse alors que la puissance Pe est positive ou négative selon que le moteur fournit ou reçoit de la puissance. Lorsque le frein électromagnétique à poudre cesse de glisser, les deux ensembles de rapports se confondent. [0121] Plus précisément, lorsque la boîte de vitesses est réalisée selon l'une des cinq dernières réalisations particulières, le moment du couple Mp développé dans le frein électromagnétique à poudre déterminé à partir des équations cinématiques et dynamiques du système primaire en fonction de la charge sur le moteur, par les moyens de calcul et imposé par les moyens de production et de contrôle du courant Ip de pilotage, implique pour un maintien particulier de la fermeture d'au moins un embrayage interposé entre le deuxième sous-ensemble intermédiaire et un élément primaire de la transmission secondaire, une valeur particulière de μi2, à laquelle correspond une valeur particulière du rapport de vitesses i = (cos I cœ), deux ensembles de rapports de vitesses {ι = (ωs / ωe)} étant ainsi obtenus pour chaque maintien particulier, le premier ensemble lorsque l'arbre primaire fournit à la boîte de vitesses une puissance motrice et l'autre ensemble lorsque Farbre primaire reçoit de la boîte de vitesses une puissance motrice, la valeur commune aux deux ensembles étant obtenue lorsque la vitesse du sous-ensemble de pilotage ωp est nulle, la conservation de la nullité de cette vitesse résultant du pilotage du frein électromagnétique à poudre par un courant de pilotage Ip égal ou supérieur à Ip*, le courant Ip* étant calculé au moment de l'immobilisation du sous-ensemble de pilotage à partir d'une situation de non- immobilisation.
[0122] Ainsi, dans la boîte de vitesses montrée à la figure 23 qui comporte deux freins et trois embrayages, le maintien de la fermeture du deuxième frein et du troisième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {il = (ωsl / ωe)} respectivement tels que :
0 < ιl ≤ tlréf, ilréf≤ il ≤ ilmax ;
Le maintien de Ia fermeture du premier frein et du troisième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {ι2 - (ωs2 / ωe)} respectivement tels que : 0 < ι2 ≤ι2réf, ι2réf≤ ι2 < ι2max ;
Le maintien de la fermeture des premier et troisième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {ι3 = (ωs3 / ωe)} respectivement tels que :
0 < ι3 <ι3réf, i3réf≤ ι3 < ι3max ;
Le maintien de la fermeture des deuxième et troisième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {ι4 = (ωs4 / ωe)} respectivement tels que : i4min < i4 < ι4réf, i4réf≤ ι4 < ι4max ;
Le maintien de la fermeture des premier et deuxième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {ι5 = (ωs5 / ωe)} respectivement tels que : ι5min < i5 < ι5réf, ι5réf < ι5 < ι5max ;
Le maintien de la fermeture du premier frein et du deuxième embrayage fournit le rapport de vitesses en marche avant :
16 ≈ (ωs6 / ωe) ;
Le maintien de la fermeture du deuxième frein et du premier embrayage autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche arrière {tar = (cosar / ωe)} respectivement tels que : larréf < tar < larmax, larmin < iar < larréf ; les valeurs de larréf, il réf, i2réf, ι3réf, ι4réf, ι5réf, 16 étant telles que : larréf < 0 < 11 réf < ι2réf < ι3réf < ι4réf < ι5réf < 16. [0123] Si l'on choisit comme suit le nombre de dents des roues dentées des trains planétaires de la boîte de vitesses conforme à l'invention selon l'exemple montré à la figure 23 : planétaire P : 33 dents ; couronne C : 71 dents ; planétaire P3 : 35 dents ; planétaire P4 : 27 dents ; couronne C34 : 71 dents, il résulte : λl ≈ ~ 0,465 ; ψ24 = 0,535 ; μilréf ≈ l ; μi2réf = 0,535 ; iltnin≈ 0 ; ilmax ≈ 0,381 ; ilréf ≈ 0,204 ; ι2min ≈ 0 ; ι2max = 0,651 ; t2réf ≈ 0,348 ; ι3min ≈ 0 ; ι3max = 1,000 ; ι3réf = 0,535 ; l4min ≈ 0,620 ; t4max = 1,000 ; ι4réf ≈ 0,823 ; l5min ≈ 1,000 ; ι5max = 1,493 ; ι5réf ≈ 1,229 ;
16 = 1,493 ; tarmin ≈ - 0,494 ; tarmax = 0 et larréf = - 0,264.
[0124] Lorsque la boîte de vitesses est réalisée selon l'une des sept premières réalisations particulières, le moment du couple Mp développé dans le frein électromagnétique à poudre déterminé à partir des équations cinématiques et dynamiques du système primaire en fonction de la charge sur le moteur, par les moyens de calcul et imposé par les moyens de production et de contrôle du courant Ip de pilotage, implique pour un maintien particulier de la fermeture d'embrayages et/ou de freins interposés entre le système primaire et Ia transmission secondaire, une valeur particulière de μil et de μi2, auxquelles correspond une valeur particulière du rapport de vitesses ι = (ωs / ωe), deux ensembles de rapports de vitesses {ι = (ωs / ωe)} étant ainsi obtenus pour chaque maintien particulier, le premier ensemble lorsque l'arbre primaire fournit à la boîte de vitesses une puissance motrice et l'autre ensemble lorsque l'arbre primaire reçoit de la boîte de vitesses une puissance motrice, la valeur commune aux deux ensembles étant obtenue lorsque la vitesse du sous- ensemble de pilotage ωp est nulle, la conservation de la nullité de cette vitesse résultant du pilotage du frein électromagnétique à poudre par un courant de pilotage Ip égal ou supérieur à Ip*, le courant Ip* étant calculé au moment de l'immobilisation du sous-ensemble de pilotage à partir d'une situation de non-immobilisation.
[0125] Ainsi dans la boîte de vitesses montrée à la figure 24 qui comporte deux freins et quatre embrayages, le maintien de la fermeture du deuxième frein et du troisième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {il = (ωsl / ωe)} respectivement tels que :
0 < ιl < ιlréf. ilréf≤ il < ιlmax ;
Le maintien de la fermeture du premier frein et du troisième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {ι2 = (ωs2 / ωe)} respectivement tels que :
0 < ι2 < ι2réf, ι2réf < ι2 < ι2max ;
Le maintien de la fermeture des premier et troisième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {ι3 = (ωs3 / ωe)} respectivement tels que :
0 < ι3 < ι3réf, ι3réf < ι3 < ι3max ;
Le maintien de la fermeture des deuxième et troisième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {ι4a = (ωs4 / ωe)} respectivement tels que : ι4amin < ι4a < ι4aréf, i4aréf < t4a < ι4amax ; Le maintien de la fermeture des premier et quatrième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {i4b = (ωs4 / coe)} respectivement tels que : ι4bmin < ι4b < ι4bréf, ι4bréf < ι4b < ι4bmax ;
Le maintien de la fermeture des deuxième et quatrième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {i5 = (ωs5 / ωe)} respectivement tels que : i5min < ι5 < ι5réf, ι5réf< ι5 < ι5max ;
Le maintien de la fermeture des premier et deuxième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {16 = (ωs6 / ωe)} respectivement tels que :
16min < 16 < tβréf, lόréf < 16 < tβmax ;
Le maintien de la fermeture du premier frein et du deuxième embrayage autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {ι7 = (ωs7 / coe)} respectivement tels que : t7min < ι7 < ι7réf, ι7réf≤ ι7 < ι7max ;
Le maintien de la fermeture du deuxième frein et du premier embrayage autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche arrière {tar = (ωsar / ωe)} respectivement tels que : larréf < tar < tarmax, tarmin < iar < larréf ; les valeurs de tarréf, ilréf, t2réf, t3réf, ι4aréf, t4bréf, t5réf, lόréf, l7réf étant telles que : larréf < 0 < ilréf < ι2réf < ι3réf < ι4aréf < i5réf < lόréf < ι7réf larréf < 0 < ilréf < ι2réf < i3réf < ι4bréf < i5réf < t6réf < ι7réf.
[0126] Si l'on choisit comme suit le nombre de dents des roues dentées des trains planétaires de la boîte de vitesses conforme à l'invention selon l'exemple montré à la figure 24 : planétaire Pl : 47 dents ; couronne Cl : 79 dents ; satellites Sl : 16 dents ; satellites S2
: 19 dents ; couronne C2 : 82 dents ; planétaire P3 : 33 dents ; planétaire P4 : 27 dents ; couronne C34 : 67 dents, il résulte : λl = 0,595 ; λ2 = 0,681 ; ψl4 = 1,054 ; ψ24 = 0,627 ; μilréf = 1,054 ; μi2réf ≈ 0,627 ; il min = 0 ; ilmax = 0,403 ; ilréf = 0,253 ; ι2min = 0 ; ι2max = 0,672 ; ι2réf = 0,421 ; i3min = 0 ; ι3max = 1,000 ; ι3réf = 0,627 ; i4amin = 0,683 ; ι4amax = 1,000 ; ι4aréf = 0,882 ; ι4bmin = 0,769 ; ι4bmax = 1,000 ; ι4bréf = 0,914 ; i5min = 1,000 ; ι5max = 1,054 ; iSréf = 1,144 ; ι6min = 1,000 ; ι6max = 1,710 ; ι6réf = 1,264 ; ι7min = 1,000 ; ι7max ≈ 1,710 ; i7réf = 1,573 ; larmin = - 0,493 ; larmax = 0 et larréf = - 0,309.
[0127] Et dans la boîte de vitesses montrée à la figure 25 qui comporte deux freins et quatre embrayages, le maintien de la fermeture du deuxième frein et du troisième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {il = (ωsl / ωe)} respectivement tels que :
0 < ιl < ilréf, ilréf < il < ιlmax ; Le maintien de la fermeture du premier frein et du troisième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {ι2 = (ωs2 / coe)} respectivement tels que :
0 < ι2 < ι2réf, ι2réf≤ ι2 < ι2max ;
Le maintien de la fermeture des premier et troisième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {ι3 = (ωs3 / ωe)} respectivement tels que :
0 < ι3 < ι3réf, ι3réf < ι3 < ι3max ;
Le maintien de la fermeture des troisième et quatrième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {ι4 = (ωs4 / coe)} respectivement tels que : ι4min < i4 < ι4réf, ι4réf < ι4 < ι4max ;
Le maintien de la fermeture des deuxième et troisième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {ι5 = (ωs5 / coe)} respectivement tels que : ι5min < ι5 < i5réf, ι5réf< t5 < ι5max ;
Le maintien de la fermeture des deuxième et quatrième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {16 = (ωs6 / ωe)} respectivement tels que : lômin < 16 < lόréf, ι6réf< ι6 < ι6max ;
Le maintien de la fermeture des premier et deuxième embrayages autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {ι7 = (ωs7 / ωe)} respectivement tels que : ι7min < ι7 < ι7réf, ι7réf≤ ι7 < ι7max ;
Le maintien de la fermeture du premier frein et du deuxième embrayage autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche avant {18 = (ωs8 / ωe)} respectivement tels que :
18min < 18 < ι8réf, ι8réf < ι8 < ι8max ;
Le maintien de la fermeture du deuxième frein et du premier embrayage autorise deux ensembles de rapports de vitesses en marche arrière {ιar = ωsar / ωe} respectivement tels que : larréf < lar < larmax, tarmin < lar < larréf ; les valeurs de larréf, il réf, ι2réf, ιi3réf, ι4réf, ι5réf, lόréf, i7réf, ι8réf étant telles que : larréf < 0 < 11 réf < ι2réf < ι3réf < ι4aréf < ι5réf < lόréf < i7réf < ι8réf.
[0128] Si l'on choisit comme suit le nombre de dents des roues dentées des trains planétaires de la boîte de vitesses conforme à l'invention selon l'exemple montré à la figure 25 : planétaire Pl : 27 dents ; couronne Cl : 61 dents ; planétaire P2 : 31 dents ; couronne
C2 : 61 dents ; planétaire P3 : 37 dents ; planétaires P4a et P4b : 35 dents ; couronnes
C3 et C4 : 71 dents, il résulte :
λî ≈ 0,443 ; 12 = - 0,508 ; φ21 = 0,492 ; ψl4 = 0,693 ; μilréf = 0,693 ; μi2réf = 0,341 ; ilmin = 0 ; ilmax = 0,191 ; ilréf = 0,132 ; ι2min ≈ 0 ; ι2max = 0,224 ; ι2réf = 0,323 ; i3min = 0 ; ι3max ≈ 0,492 ; i3réf = 0,341 ; ι4min ≈ 0 ; ι4max = 0,666 ; i4réf ≈ 0,462 ; ι5min = 0 ; ι5max = 0,803 ; ι5réf = 0,557 ; ι6min = 0 ; ι6max = 1 ; lόréf = 0,693 ; ι7min = 0 ; ι7max ≈ 1,251 ; ι7réf = 0,867 ; ι8min = 0 ; ι8max ≈ 1,493 ; ι8réf = 1,035 ; larmin = - 0,243 ; larmax = 0 et larréf = - 0,168.
[0129] Dans les boîtes de vitesses objet de l'invention, la vitesse du moteur ooe ne peut devenir inférieure à une vitesse ωecal qui provoquerait le calage du moteur sous l'action du couple résistant du véhicule. Si la vitesse du moteur ωe tend à devenir inférieure à ωecal alors que deux embrayages et/ou freins sont maintenus fermés, il faut :
- ouvrir au moins l'un des freins et/ou embrayages initialement fermés ;
- ou, lorsque l'on est dans l'un des cas précisés aux paragraphes [0117] et [0118], sans changer le maintien de la fermeture des freins et/ou embrayages initialement fermés, piloter le frein électromagnétique à poudre selon le mode de pilotage de démagnétisation si le frein électromagnétique à poudre est initialement magnétisé et ne pas l'alimenter en courant s'il n'était pas initialement magnétisé. Le moteur prend alors sa vitesse de ralenti ωeral et s'y maintient.
[0130] Lorsque la boîte de vitesses est en position neutre - N - ou en position parking - P -, le frein électromagnétique à poudre est piloté selon le mode de démagnétisation si le frein électromagnétique à poudre est initialement magnétisé et reste non alimenté en courant s'il n'était pas initialement magnétisé. [0131] Lorsqu'on démarre le véhicule en marche avant - fonctionnement de la boîte de vitesses en D - ou en marche arrière - fonctionnement de la boîte de vitesses en R -, à partir de la position N ou P, généralement on actionne un frein et on ferme un embrayage interposé entre le deuxième sous-ensemble intermédiaire et la transmission secondaire, de manière à sélectionner un ensemble de rapports de vitesses, le plus souvent l'ensemble permettant la plus grande réduction de la vitesse du moteur, dite première gamme.
[0132] On observera que si le véhicule est sur une pente qui tend à le faire descendre en marche arrière et que l'on est en position D, la fermeture de l'embrayage impose le blocage de la première roue libre. Ce blocage empêche le deuxième sous-ensemble intermédiaire de tourner dans le sens opposé au sens de rotation du moteur et interdit ainsi le recul du véhicule. De même si le véhicule est sur une pente qui tend à le faire descendre en marche avant et que l'on est en position R, la fermeture de l'embrayage impose le blocage de la première roue libre, empêchant le véhicule d'avancer.
[0133] Après fermeture de l'embrayage comme indiqué au paragraphe [0131] ou simultanément à cette fermeture, on peut piloter le frein électromagnétique à poudre selon le mode d'adaptation du glissement lors de manoeuvres en cas d'appui modéré sur l'accélérateur ou selon le mode de réduction du glissement et en particulier selon le mode d'annulation du glissement en cas d'appui franc sur l'accélérateur ou encore selon le mode de tramée en l'absence d'appui sur l'accélérateur.
[0134] En mode de réduction du glissement, le courant de pilotage Ip est progressivement augmenté. Lorsque le glissement est suffisamment réduit et que le véhicule a atteint une vitesse suffisante ωvl, on peut piloter le frein électromagnétique à poudre selon le mode d'annulation du glissement avant de piloter le frein électromagnétique à poudre selon le mode de maintien de l'absence de glissement. Il est ainsi possible d'obtenir un démarrage progressif sans choc et de progresser ensuite aussi rapidement qu'on le souhaite vers un état d'embrayage sans glissement.
[0135] En mode d'annulation du glissement, on est conduit au bout d'un temps X à une situation pour laquelle ωpl = d(ωpl)/dt = 0, le moment Mp étant imposé selon le principe indiqué au paragraphe [OH l]. Au temps t, la transition du mode de fonctionnement avec glissement au mode de fonctionnement sans glissement se fait sans choc. Au delà du temps τ, l'absence de glissement dans le frein électromagnétique à poudre est maintenue si le moment Mp reste en module supérieur à Mp*.
[0136] Durant la phase de démarrage, si le conducteur relève le pied de l'accélérateur alors que le véhicule n'a pas atteint une certaine vitesse ωv2 < ωvl, on pilote d'abord le frein électromagnétique à poudre en mode de traînée et on repasse ensuite, en cas d'appui sur l'accélérateur, en mode d'adaptation du glissement, en mode de réduction du glissement ou en mode d'annulation du glissement ; si le conducteur relève le pied de l'accélérateur alors que le véhicule a dépassé la vitesse (ûv2, on peut conserver le mode de pilotage initial, en réduisant le courant de pilotage Ip initial tout en le maintenant à une valeur supérieure ou égale à Ip* si le mode initial est de maintien de l'absence de glissement, le courant de pilotage Ip étant ensuite augmenté lorsque le conducteur appuie à nouveau sur l'accélérateur ou en adaptant en conséquence le courant de pilotage Ip initial si le mode initial était avec glissement.
[0137] On observera que lors des changements d'activation d'embrayages et/ou de freins interposés entre le système primaire et la transmission secondaire et initialement fermés, ces changements peuvent se faire selon le mode de maintien de l'absence de glissement ou selon le mode d'adaptation du glissement en ayant le cas échéant recours préalablement au mode de rupture de couple. Dans ce cas, on agit non seulement sur le couple de moment Mp, mais aussi sur le couple de moment Me indépendamment de la volonté du conducteur, d'abord pour réduire la charge sur le moteur puis ensuite pour la rétablir à la valeur voulue par le conducteur. Que le changement d'activation d'embrayages et/ou de freins interposés entre le système primaire et la transmission secondaire se fasse avec un pilotage du frein électromagnétique à poudre selon le mode de maintien de l'absence de glissement ou selon le mode d'adaptation du glissement, on peut, durant le changement d'activation modifier les couples de serrage de ces embrayages et/ou freins par une commande par tout ou rien, ou adapter de manière continue les couples de serrage. Dans ce dernier cas, le frein électromagnétique à poudre sera de préférence piloté selon le mode d'adaptation du glissement après le changement d'activation des embrayages et/ou freins interposés entre le système primaire et la transmission secondaire si ce mode a été utilisé durant le changement d'activation.
L'adaptation du glissement dans le frein électromagnétique à poudre lors du changement d'activation des embrayages et/ou freins interposés entre le système primaire et la transmission secondaire reste définie par la solution simultanée des équations cinématiques et dynamiques du différentiel précisées aux paragraphes [0106] et [0110]. Sa mise en oeuvre nécessite des informations complémentaires sur l'état d'activation de ces embrayages et/ou freins ainsi que sur les couples de serrage qui leur sont appliqués.

Claims

Revendications
1. Boîte de vitesses comportant essentiellement, outre un carter et des paliers, le carter et les éléments qui lui sont fixés formant le sous-ensemble immobile :
- un arbre primaire et un arbre secondaire, guidés en rotation par rapport au carter, le premier entraîné directement par le moteur à sa vitesse angulaire (Oe considérée comme positive, le second tournant à la vitesse angulaire ωs ;
- deux arbres internes au carter de la boîte de vitesses et coaxiaux à l'arbre primaire, appelés respectivement premier arbre intermédiaire et deuxième arbre intermédiaire ;
- au moins trois embrayages, l'élément primaire d'un embrayage au moins étant lié en rotation, directement et en permanence, au premier arbre intermédiaire, l'élément primaire d'un embrayage au moins étant lié en rotation, directement et en permanence, au deuxième arbre intermédiaire ;
- au moins deux freins ;
- des moyens de commande de la fermeture et de l'ouverture des embrayages et/ou freins ainsi que de maintien de leur fermeture ;
- une transmission secondaire comprenant un élément secondaire entraînant en permanence l'arbre secondaire selon un rapport de vitesses constant ainsi que trois éléments primaires, chacun des éléments primaires étant lié étant lié en rotation, directement et en permanence, avec au moins un élément secondaire d'un embrayage, deux des éléments primaires au moins étant liés en rotation, directement et en permanence, avec l'élément mobile d'un frein, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un système primaire dépourvu d'embrayage, dont l'entrée s'identifie à l'arbre primaire et dont chacune des sorties s'identifie à un arbre intermédiaire ; le système primaire étant constitué :
- d'un arbre de pilotage ; - d'un frein électromagnétique à poudre, comprenant essentiellement un induit, un inducteur immobilisé par rapport au carter, cet inducteur étant muni d'au moins une bobine d'induction alimentée par un courant électrique de pilotage Ip magnétisant un fluide aimantable interposé entre l'inducteur et l'induit, ce fluide étant en particulier sous forme de poudre ;
- de moyens de calcul, de production et de contrôle du courant électrique de pilotage Ip, susceptibles d'être mis en oeuvre même en cas de maintien de la fermeture des embrayages et/ou des freins ;
- d'un différentiel formé d'un train planétaire de roues dentées comportant outre des satellites :
- un élément primaire entraîné en permanence par l'arbre primaire, ces deux éléments formant avec les éléments qui leur sont liés le sous-ensemble primaire de la boîte de vitesses, en rotation à la vitesse ωe ;
- un premier élément secondaire entraînant en permanence le premier arbre intermédiaire, ces deux éléments formant avec les éléments qui leur sont liés le premier sous-ensemble intermédiaire de la boîte de vitesses, en rotation à la vitesse ωil ;
- un deuxième élément secondaire entraînant en permanence le deuxième arbre intermédiaire, ces deux éléments formant avec les éléments qui leur sont liés le deuxième sous-ensemble intermédiaire de la boîte de vitesses, en rotation à la vitesse ωi2 ;
- un élément tertiaire lié en permanence à l'induit du frein électromagnétique à poudre par l'intermédiaire de l'arbre de pilotage, ces trois éléments formant avec les éléments qui leur sont liés le sous-ensemble de pilotage de la boîte de vitesses, en rotation à la vitesse ωp qui résulte de la valeur imposée au courant électrique de pilotage Ip et de l'équilibre dynamique du différentiel ; ce différentiel étant conçu de telle sorte que le rapport μi2 = (ωi2 / ωe), variable en fonction du rapport μp = (ωp / ωe) et égal à μi2réf= (ωi2réf/ ωe) lorsque μp = 0, satisfait la relation :
0 < μi2réf< 1 ; et que le rapport μil = (ωil / ωe), égal à μilréf = (ωilréf / ωe) lorsque μp = 0, satisfait la relation : μi2réf < μilréf ; - de deux roues libres ; la première roue libre étant disposée de manière à imposer que le rapport μi2 soit supérieur ou égal à μi2rnin = 0, l'égalité correspondant à son blocage ; la deuxième roue libre étant disposée de manière à imposer que le rapport μi2 soit inférieur ou égal à une valeur μi2max positive, l'égalité correspondant à son blocage.
2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le différentiel du système primaire est conçu pour que le rapport μilréf soit différent de un, la première roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble immobile et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous- ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble primaire, du premier sous-ensemble intermédiaire, du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage.
3. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le différentiel du système primaire comporte en outre deux éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, le premier élément complémentaire étant lié en permanence au premier arbre intermédiaire par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le premier élément secondaire et l'élément tertiaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, les deux éléments complémentaires et le deuxième élément secondaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le premier train planétaire du différentiel est conçu pour que le rapport μilréf soit inférieur à 1, la première roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble immobile, du premier sous-ensemble intermédiaire et du deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble primaire, du premier sous- ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage.
4. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le différentiel du système primaire comporte en outre deux éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, le premier élément complémentaire étant lié en permanence au premier arbre intermédiaire par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le premier élément secondaire et l'élément tertiaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, les deux éléments complémentaires et le deuxième élément secondaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le premier train planétaire du différentiel est conçu pour que le rapport μilréf soit inférieur à 1, la première roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble immobile, du premier sous-ensemble intermédiaire et du deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble de pilotage et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire.
5. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le différentiel du système primaire comporte en outre deux éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, le premier élément complémentaire étant lié en permanence au deuxième arbre intermédiaire par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le deuxième élément secondaire et l'élément tertiaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, les deux éléments complémentaires et le premier élément secondaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, la première roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous- ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble immobile, du premier sous-ensemble intermédiaire et du deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble primaire, du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage.
6. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le différentiel du système primaire comporte en outre deux éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, le premier élément complémentaire étant lié en permanence au deuxième arbre intermédiaire par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le deuxième élément secondaire et l'élément tertiaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, les deux éléments complémentaires et le premier élément secondaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le deuxième train planétaire du différentiel est conçu pour que le rapport μilréf soit inférieur à 1, la première roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble immobile, du premier sous-ensemble intermédiaire et du deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble primaire et l'autre élément appartenant au premier sous-ensemble intermédiaire.
7. Boîte de vitesses selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le différentiel du système primaire comporte en outre deux éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, le premier élément complémentaire étant lié en permanence au premier arbre intermédiaire par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le premier élément secondaire et le deuxième élément complémentaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, le premier élément complémentaire, le deuxième élément secondaire et l'élément tertiaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, la première roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble immobile et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du premier sous-ensemble intermédiaire, du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage.
8. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le différentiel du système primaire comporte en outre deux éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, le premier élément complémentaire étant lié en permanence au premier arbre intermédiaire par l'intermédiaire de l'arbre complémentaire, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le premier élément secondaire et le deuxième élément complémentaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, le premier élément complémentaire, le deuxième élément secondaire et l'élément tertiaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, la première roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble immobile et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble primaire, l'autre élément appartenant à un sous-ensemble choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage.
9. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier arbre intermédiaire et l'arbre primaire forment un tronçon d'arbre commun sur une partie de leur étendue axiale depuis la liaison de l'arbre primaire avec l'élément primaire du différentiel, le premier élément secondaire se confondant ainsi avec l'élément primaire, la première roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble immobile et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble primaire confondu avec le premier sous- ensemble intermédiaire, du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous- ensemble de pilotage.
10. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier arbre intermédiaire et l'arbre primaire forment un tronçon d'arbre commun sur une partie de leur étendue axiale depuis la liaison de l'arbre primaire avec l'élément primaire du différentiel, le premier élément secondaire se confondant ainsi avec l'élément primaire, le différentiel du système primaire comporte en outre trois éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, les premier et troisième éléments complémentaires et l'arbre complémentaire étant liés en permanence et formant avec les éléments qui leur sont liés le sous-ensemble complémentaire en rotation à la vitesse ωc, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le troisième élément complémentaire et l'élément tertiaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, les deux premiers éléments complémentaires et le deuxième élément secondaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le premier train planétaire simple étant conçu pour que le rapport μc = (ωc / ωe), égal à μcréf= (ωcréf/ ωe) lorsque μp = 0, satisfasse la relation 0 < μcréf< 1, la première roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble immobile, du sous-ensemble complémentaire et du deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble primaire confondu avec le premier sous-ensemble intermédiaire, du sous-ensemble complémentaire et du sous- ensemble de pilotage.
11. Boîte de vitesses selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le premier arbre intermédiaire et l'arbre primaire forment un tronçon d'arbre commun sur une partie de leur étendue axiale depuis la liaison de l'arbre primaire avec l'élément primaire du différentiel, le premier élément secondaire se confondant ainsi avec l'élément primaire, le différentiel du système primaire comporte en outre trois éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, les premier et troisième éléments complémentaires et l'arbre complémentaire étant liés en permanence et formant avec les éléments qui leur sont liés le sous-ensemble complémentaire en rotation à la vitesse ωc, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, le troisième élément complémentaire et l'élément tertiaire formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, les deux premiers éléments complémentaires et le deuxième élément secondaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le premier train planétaire simple étant conçu pour que le rapport μc = (ωc / ωe), égal à μcréf= (ωcréf/ ωe) lorsque μp = 0, satisfasse la relation 0 < μcréf< 1, la première roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble immobile, du sous-ensemble complémentaire et du deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble de pilotage et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire.
12. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier arbre intermédiaire et l'arbre primaire forment un tronçon d'arbre commun sur une partie de leur étendue axiale depuis la liaison de l'arbre primaire avec l'élément primaire du différentiel, le premier élément secondaire se confondant ainsi avec l'élément primaire, le différentiel du système primaire comporte en outre trois éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, les premier et troisième éléments complémentaires et l'arbre complémentaire étant liés en permanence et formant avec les éléments qui leur sont liés le sous-ensemble complémentaire en rotation à la vitesse à la vitesse coc, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, les deuxième et troisième éléments complémentaires formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, le premier élément complémentaire, le deuxième élément secondaire et l'élément tertiaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le premier train planétaire simple étant conçu pour que le rapport μc = (ωc / ωe), égal à μcréf = (ωcréf / ωe) lorsque μp = 0, satisfasse la relation μi2réf < μcréf, la première roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble immobile et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, chaque élément appartenant à un sous-ensemble distinct choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du sous-ensemble complémentaire, du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage.
13. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier arbre intermédiaire et l'arbre primaire forment un tronçon d'arbre commun sur une partie de leur étendue axiale depuis la liaison de l'arbre primaire avec l'élément primaire du différentiel, le premier élément secondaire se confondant ainsi avec l'élément primaire, le différentiel du système primaire comporte en outre trois éléments complémentaires et un arbre interne complémentaire, les premier et troisième éléments complémentaires et l'arbre complémentaire étant liés en permanence et formant avec les éléments qui leur sont liés le sous-ensemble complémentaire en rotation à la vitesse à la vitesse coc, le deuxième élément complémentaire étant un élément du sous-ensemble immobile, l'élément primaire, les deuxième et troisième éléments complémentaires formant un premier train planétaire simple situé du côté de la transmission secondaire, le premier élément complémentaire, le deuxième élément secondaire et l'élément tertiaire formant un deuxième train planétaire simple situé du côté opposé à celui de la transmission secondaire, le premier train planétaire simple étant conçu pour que le rapport μc = (coc / ωe), égal à μcréf = (cocréf / ωe) lorsque μp — 0, satisfasse la relation μi2réf < μcréf, la première roue libre est interposée entre deux éléments radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble immobile et l'autre élément appartenant au deuxième sous-ensemble intermédiaire, la deuxième roue libre est interposée entre deux éléments, radialement successifs dans l'étendue axiale nécessaire à sa localisation, l'un de ces éléments appartenant au sous-ensemble primaire confondu avec le premier sous-ensemble intermédiaire, l'autre élément appartenant à un sous-ensemble choisi dans le groupe des sous-ensembles formé du deuxième sous-ensemble intermédiaire et du sous-ensemble de pilotage.
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