WO2008107614A1 - Procede de blocage d'une chaine cinematique de vehicule automobile - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/0059—Braking of gear output shaft using simultaneous engagement of friction devices applied for different gear ratios
Definitions
- the present invention relates to the control of automated transmissions of a motor vehicle.
- this invention relates to a locking method of a drive train of a motor vehicle, comprising a coupling clutch of the engine and the gearbox of the vehicle.
- Publication FR 2 878 487 discloses a mechanism for locking a transmission shaft which acts as a "parking brake".
- a mechanism for locking a transmission shaft which acts as a "parking brake”.
- Such a mechanism is composed in particular of a solid gear, which is rigidly connected to a rotating element of the box, for example the differential case.
- This wheel is associated with a rocker having a pivoting engagement finger: the parking position is then controlled directly by the driver via a cable connected to the control finger.
- the present invention aims to add a parking brake function to an automated transmission without resorting to such a mechanism.
- the first and second gear engaged are the reverse gear and a forward gear.
- the reverse gear ratio and the forward gear ratio are engaged by the driver, by moving his control lever on the control gate of the box.
- FIG. 1 is a longitudinal section of automated gearbox in neutral
- FIG. 2 represents the same box, in the locked position, and FIG. 3 shows an example of a suitable passage gille.
- the gearbox illustrated in FIGS. 1 and 2 is a parallel shaft gearbox comprising an input clutch 1 (associated with the flywheel 5), housed in a clutch housing 2. This mechanism is actuated by a control mechanism 3, including a stop and a clutch fork.
- the box comprises a primary shaft 4, a secondary shaft 10, and a reverse intermediate shaft 15, housed in a mechanism housing 20.
- the primary shaft 4 carries four idle gears 6, 7, 8, 9, dedicated to the forward gears of rank two to five, associated with couplers 11, of particular type, called self-assisted taper couplers, used in particular in the publication EP 1273 825. Thanks to such couplers, the transmission of the torque between the shaft and the idle gears, is ensured in interconnection of teeth, but by braking and maintenance by adhesion.
- the secondary shaft 10 From the left to the right, the secondary shaft 10 carries a second fixed toothing 12, a fourth fixed toothing 13, a fifth fixed toothing 14, a third fixed toothing 16, a reverse pinion 17, a pinion of first 18 mounted on a freewheel, and an attack gear of the differential 21.
- Such a gearbox makes it possible to obtain a reverse gear ratio and five forward gears under torque, thanks to the arrangement of the gears and the simultaneous control of the tapered couplers by two actuated actuators.
- actuators are two in number.
- the first is assigned to the engagement of the second and fourth, the second is assigned to the engagement of the third and fifth, and the maneuver of the clutch.
- the first and reverse ratios are arranged vis-a-vis.
- the engagement of the first and the reverse are manual, and performed by the driver, via a mechanical control.
- the engagement uses conventional synchronization and clutch devices, operated by the player 19.
- the idle gears 6, 7, 8, 9, ratios of the second to the fifth are associated with self-assisted taper coupler type coupling devices 11.
- the whole of the gear changes and the maneuvers of opening and closing the clutch 1, are provided by two electromechanical actuators driven mechanically irreversible, that is to say they are able to maintain stably in all positions and that indefinitely and without consuming energy,
- the input clutch 1 is of the closed type at rest (that is to say it has its own internal device for pressurizing the friction elements), and the consistency between the control of mechanical engagement of the first and reverse gear on the one hand and the other forward gears is provided by a freewheel interposed between the teeth and the clutch of the first crazy gear.
- the engagement of the first and the reverse are performed manually, so that the reports of rank greater than one can be passed by the actuated actuators, without disengaging the first.
- This provides an automated transmission under torque and five forward gears, which further authorizes the implementation of the invention, and in particular to engage a forward gear, such as the second gear, without releasing the reverse gear.
- the lever can reach, from the reverse, (R ) a particular position (S) engaging a forward gear ratio other than the first, for example the second, without disengaging the reverse gear.
- the locking position is reached by moving the lever transversely from the reverse position (R): the drive train of the vehicle is blocked with the clutch open, and two gear engaged.
- the two gear engaged to block the entire drive train are, for example, the reverse gear forward gear of rank greater than one, such as the second. They are engaged by moving the control lever on a control grid of the gearbox, such as that of Figure 3, having a specific position of "parking" (S) reached only from the running position rear, and dedicated to the blocking of the driveline, where the driver can place his lever.
- a control grid of the gearbox such as that of Figure 3 having a specific position of "parking" (S) reached only from the running position rear, and dedicated to the blocking of the driveline, where the driver can place his lever.
- the engagement of the reverse gear is ensured through a mechanical control, while the opening of the clutch and the commitment of the forward gear are provided by controlled actuators.
- the lever On the speed control gate, the lever is moved from a neutral position (N), where the input clutch of the gearbox is obligatorily open, and where no gear can be engaged, to a reverse position (R), then to position (S).
- (S) is preferably provided by a braking and adhesion retaining system, such as the tapered couplers used to engage the reports in EP 1 273 825.
- the main advantage of the invention is that it does not use any additional component compared to the known box. In addition, it offers the possibility to block the driveline smoothly, rolling vehicle, with:
- the final blocking uses a conical coupler such as those used in the publication EP 1 273 825, that is to say a braking and adhesion retaining system, it is carried out smoothly.
- the maintenance of the box in this position may be of indefinite duration, if the actuators are mechanically irreversible, that is to say that they do not need electrical energy to maintain their stable positions.
- Such a box allows, in a preferred way, but not exclusively, the implementation of the invention.
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Abstract
Procédé de blocage d'une chaîne cinématique de véhicule automobile comportant un embrayage de couplage du moteur et de la boîte de vitesses du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : ouverture de l'embrayage, engagement de la marche arrière, engagement d'un rapport de marche avant sans dégagement de la marche arrière.
Description
PROCEDE DE BLOCAGE D'UNE CHAINE CINEMATIQUE DE VEHICULE
AUTOMOBILE
La présente invention se rapporte à la commande des transmissions automatisées de véhicule automobile.
Plus précisément, cette invention a pour objet un procédé de blocage d'une chaîne cinématique de véhicule automobile, comportant un embrayage de couplage du moteur et de la boîte de vitesses du véhicule.
Elle concerne en particulier la fonction, dite de « frein de parking, » permettant de verrouiller la chaîne cinématique d'un véhicule, pour s'assurer de son immobilisation lorsqu'il est abandonné. Par la publication FR 2 878 487, on connaît un mécanisme de verrouillage d'un arbre de transmission assurant la fonction de « frein de parking ». Un tel mécanisme est composé notamment d'une roue dentée massive, qui est liée rigidement à un élément tournant de la boîte, par exemple le boîtier de différentiel. Cette roue est associée à un basculeur possédant un doigt d'engagement pivotant : la mise en position parking est alors commandée directement par le conducteur via un câble relié au doigt de commande. La présente invention vise à ajouter une fonction de frein de parking à une transmission automatisée sans recourir à un tel mécanisme.
Dans ce but, elle propose de bloquer une chaîne cinématique de véhicule automobile par : - l'ouverture de l'embrayage,
- l'engagement d'un premier rapport de boîte, et
l'engagement d'un second rapport de boîte, sans dégager le premier.
De préférence, le premier et le second rapport engagés, sont respectivement la marche arrière et un rapport de marche avant .
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le rapport de marche arrière et le rapport de marche avant sont engagés par le conducteur, en déplaçant son levier de commande sur la grille de commande de la boîte.
Ces dispositions ne font appel à aucun mécanisme additionnel, tel qu'un dispositif classique de roue et doigt de parking. En effet, elles utilisent uniquement des éléments déjà présents dans la boîte, en leur attribuant simplement une fonction supplémentaire.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une coupe longitudinale de boîte de vitesse automatisée au neutre,
- la figure 2 représente la même boîte, en position de blocage, et - la figure 3 montre un exemple de gille de passage approprié.
La boîte de vitesses illustrée par les figures 1 et 2, est une boîte de vitesses à arbres parallèles comprenant un embrayage d'entrée 1 (associé au volant moteur 5), logé dans un carter d'embrayage 2. Ce
mécanisme est actionné par un mécanisme de commande 3, incluant une butée et une fourchette d'embrayage.
La boîte comprend un arbre primaire 4, un arbre secondaire 10, et un arbre intermédiaire de marche arrière 15, logés dans un carter de mécanisme 20.
L'arbre primaire 4 porte quatre pignons fous 6, 7, 8, 9, dédiés aux rapports de marche avant de rang deux à cinq, associés à des coupleurs 11, de type particuliers, dits coupleurs coniques auto-assistés, utilisés notamment dans la publication EP 1273 825. Grâce à de tels coupleurs, la transmission du couple entre l'arbre et les pignons fous, est assurée dans crabotage de dentures, mais par freinage et maintien par adhérence . De la gauche vers la droite, l'arbre secondaire 10 porte une denture fixe de deuxième 12, une denture fixe de quatrième 13, une denture fixe de cinquième 14, une denture fixe de troisième 16, un pignon de marche arrière 17, un pignon de première 18 monté sur une roue libre, et une denture d'attaque du différentiel 21.
Une telle boîte de vitesses, permet d'obtenir un rapport de marche arrière et cinq rapports de marche avant à passage sous couple, grâce à la disposition des pignons et à la commande simultanée des coupleurs coniques par deux actionneurs pilotés.
Ces actionneurs (non représentés), sont au nombre de deux. Le premier est affecté à l'engagement de la seconde et de la quatrième, le deuxième est affecté à l'engagement de la troisième et de la cinquième, et à la manœuvre de l'embrayage.
Comme montré sur les figures, les rapports de première et de marche arrière sont agencés en vis-à- vis. L'engagement de la première et de la marche arrière sont manuels, et réalisés par le conducteur, via une commande mécanique. L'engagement fait appel à des dispositifs de synchronisation et de crabotage classique, actionnés par le baladeur 19.
Les pignons fous 6, 7, 8, 9, des rapports de la deuxième à la cinquième sont associés à des dispositifs de couplage de type coupleur conique auto-assistés 11. L'ensemble des changements de rapports et des manoeuvres d'ouverture et de fermeture de l'embrayage 1, sont assurés par deux actionneurs électromécaniques pilotés, mécaniquement irréversibles, c'est-à-dire qu'ils sont capables de se maintenir de manière stable dans toutes les positions et cela indéfiniment et sans consommer d'énergie,
Par ailleurs, l'embrayage d'entrée 1 est du type fermé au repos (c'est-à-dire qu'il possède son propre dispositif interne de mise en pression des éléments de friction) , et la cohérence entre la commande d'engagement mécanique des rapports de première et de marche arrière d'une part et des autres rapports de marche avant est assurée par une roue libre intercalée, entre la denture et le crabot du pignon fou de première.
Comme indiqué ci-dessus, l'engagement de la première et de la marche arrière, sont effectués manuellement, de sorte que les rapports de rang supérieurs à un peuvent être passés par les actionneurs pilotés, sans dégager la première. On dispose ainsi d'une transmission automatisée à passages sous couple
et à cinq rapports de marche avant, qui autorise en outre la mise en œuvre de l'invention, et en particulier d'engager un rapport de marche avant, tel que le rapport de deuxième, sans dégager la marche arrière.
Entre les figures 1 et 2, l'embrayage d'entrée 1 s'est ouvert, le baladeur 19 associé au pignon de marche avant et au pignon de marche arrière s'est déplacé de la droite vers la gauche, de manière à engager la marche arrière, et le baladeur de deuxième et quatrième 22, s'est aussi déplacé vers la gauche, de manière à engager la seconde.
Ainsi sur la figure 1 au point mort (ou
« Neutre ») , l'embrayage 1 est fermé, et tous les rapports sont dégagés, alors que sur la figure 2, l'embrayage d'entrée est ouvert, et la marche arrière et la seconde sont engagées simultanément.
Grâce à l'engagement manuel de la première et de la marche arrière, à l'affectation d'un premier actionneur à l'engagement des rapports de seconde et quatrième, à l'affectation d'un deuxième actionneur à l'engagement des rapports de troisième et de cinquième, et aux manœuvres de l'embrayage, on peut bloquer la chaîne cinématique du véhicule de la façon suivante : a) ouverture de l'embrayage par un actionneur, b) engagement manuel de la marche arrière, par le conducteur, et c) engagement d'un rapport de marche avant tel que la seconde grâce à l'intervention d'un actionneur, sans dégager la marche arrière.
La chaîne est alors bloquée par l'engagement de ces deux rapports de la boîte. Cet état particulier de la boîte est commandé de façon privilégiée, mais non exclusive grâce à une grille de passage particulière, telle que celle de la figure 3. Sur une telle grille, le levier peut atteindre, à partir de la marche arrière, (R) une position particulière (S) engageant un rapport de marche avant autre sue la première, par exemple la seconde, sans dégager la marche arrière. Cette grille présente les positions : N (neutral) = point mort ; R (reverse) = marche arrière ; D (drive) = marche avant ; S = stationnement véhicule, et - + et -, correspondant aux passages montants et descendants à la demande du conducteur (commande par impulsions ) .
La position de blocage est atteinte en déplaçant le levier transversalement à partir de la position de marche arrière (R) : la chaîne cinématique du véhicule est donc bloquée avec l'embrayage ouvert, et deux rapports engagés.
Comme indiqué plus haut, les deux rapports engagés pour bloquer l'ensemble de la chaîne cinématique sont par exemple la marche arrière un rapport de marche avant de rang supérieur à un, tel que la seconde. Ils sont engagés en déplaçant le levier de commande sur une grille de commande de la boîte de vitesses, telle que celle de la figure 3, disposant d'une position spécifique de « stationnement » (S) atteinte uniquement à partir de la position de marche
arrière, et dédiée au blocage de la chaîne cinématique, où le conducteur peut placer son levier.
Selon ce procédé, l'engagement de la marche arrière est assuré par l'intermédiaire une commande mécanique, alors que l'ouverture de l'embrayage et l'engagement du rapport de marche avant sont assurés par des actionneurs pilotés. Sur la grille de commande des vitesses, le levier est déplacé à partir d'une position de point mort (N), où l'embrayage d'entrée de la boîte de vitesses est obligatoirement ouvert, et où aucun rapport ne peut être engagé, vers une position de marche arrière (R), puis vers la position (S).
Enfin, le blocage de la transmission en position
(S), est assuré de préférence par un système de freinage et de maintien par adhérence, tel que les coupleurs coniques utilisés pour engager les rapports dans la publication EP 1 273 825.
L'avantage principal de l'invention, est qu'elle ne fait appel à aucun composant supplémentaire par rapport à la boîte connue. De plus, elle offre la possibilité de bloquer la chaîne cinématique en douceur, véhicule roulant, avec :
- un encombrement nul,
- peu de contraintes pour la mécanique, car le procédé ne génère pas ou très peu de surcouple, et
- une commande facile à mettre au point (ainsi la vitesse limite d'engagement peut être est un ordre écrit dans le logiciel de commande : l'enclenchement doit en effet pouvoir être réalisé, non seulement à l'arrêt du véhicule, mais aussi en roulage, par exemple
jusqu'à une vitesse de 5 voire 8 Km/h ; au-delà, le blocage ne doit pas être autorisé.
Lorsque le blocage final fait appel à un coupleur conique tel que ceux utilisés dans la publication EP 1 273 825, c'est-à-dire un système de freinage et de maintien par adhérence, il est réalisé en douceur. Toujours selon les dispositions décrites dans cette publication, le maintien de la boîte dans cette position, peut être de durée indéterminée, si les actionneurs sont mécaniquement irréversibles, c'est-à- dire qu'ils n'ont pas besoin d'énergie électrique pour conserver leurs positions stables.
Une telle boîte permet, de façon privilégiée, mais non exclusive, la mise en oeuvre de l'invention. Ceci signifie que la mise en œuvre de l'invention ne nécessite pas une boîte de vitesses conforme en tous points à celle-ci. Toutefois, sa mise en oeuvre implique a minima que la boîte dispose de plusieurs actionneurs indépendants, et irréversibles, et qu'elle permette l'engagement simultané, d'au moins deux rapports .
Claims
1. Procédé de blocage d'une chaîne cinématique de véhicule automobile comportant un embrayage de couplage du moteur et de la boîte de vitesses du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- ouverture de l'embrayage,
- engagement de la marche arrière, - engagement de la marche avant sans dégager la marche arrière, en plaçant le levier de commande dans une position spécifique, dédiée au blocage de la chaîne cinématique qui est atteinte uniquement à partir de la position de marche arrière.
2. Procédé de blocage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rapport de marche arrière et le rapport de marche avant sont engagés par le conducteur en déplaçant son levier de commande sur une grille de commande de la boîte de vitesses.
3. Procédé de blocage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'engagement de la marche arrière est assuré par l'intermédiaire une commande mécanique, alors que l'ouverture de l'embrayage et l'engagement du rapport de marche avant sont assurés par des actionneurs pilotés.
4. Procédé de blocage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le rapport de marche avant est le second.
5. Procédé de blocage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le blocage de la transmission est assuré par un système de freinage et de maintien par adhérence, tel qu'un coupleur conique.
6. Procédé de blocage selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le levier est déplacé à partir d'une position de point mort (N), où l'embrayage d'entrée de la boîte de vitesses est obligatoirement ouvert, et où aucun rapport ne peut être engagé, vers une position de marche arrière (R) , puis vers une position de blocage de la chaîne cinématique (S) où la marche arrière et un rapport de marche avant sont engagés simultanément.
7. Procédé de blocage selon la revendication 6, caractérisé en ce le blocage est obtenu en déplaçant le levier transversalement à partir de la position de marche arrière (R) .
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