Brevet FR2068618A1 — publié le 19710827

La présente invention concerne les commandes de boîte de vitesse. Dans les boîtes de type connu, notamment pour automobiles, les changements de rapport sont obtenus de façon synchronisée, au moyen de cônes de friction, évitant ainsi la nécessité de la ma-5 noeuvre pénible dite"de double débrayage". L'usage des cônes de friction, d'autre part, est généralisé dans les boîtes pour voitures de tourisme courantes, mais il s'avère d'une complication inadmissible lorsqu'on l'applique à des véhicules spéciaux de tonnage très important ou à des engins de grande puissance exigeant ui nombre de rapport élevé (pouvant aller jusqu'au nombre de quinze). 10 Pour obvier à ces inconvénients, la présente invention a pour objet une commande synchronisée de boîte de vitesse comprenant des émetteurs de signaux tachymétriques associés aux différents arbres de la "boîte, et des moyens de détection de ces signaux, de présynchronisation des arbres à mettre en prise en fonction des 15 signaux,et de commande de changement de rapport. Mais l'invention sera mieux comprise par la description ' qui va être donnée ci-après, à titre d'exemple, d'une de ses formes de réalisation illustrée au dessin annexé dans lequel : La Fig. 1 est une vue en élévation d'une transmission 20 selon l'invention; La Fig. 2 est une coupe agrandie d'une partie de la précédente; La Fig. 3 est un diagramme en forme de bloc du dispositif de commande associé à la Fig. 1 ; 25 La Fig. 4 représente une portion détaillée de la précédente; La Fig. 5 est une vue en élévation en partie coupée d'un levier de changement de vitesse utilisé dans le dispositif décrit; et La Fig. 6 est un diagramme du circuit d'interaction du 30 dispositif de la Fig. 3. La boîte 10 représentée à la Fig. 1 comprend un arbre d'entrée 12, un arbre de sortie 14 et des arbres auxiliaires qui, dans l'exemple décrit, se limitent aux dçux arbres 16 et 1 8. La d'entree puissance est transmise de 1'arbre/12 à l'arbre de sortie 14 par 35 l'entremise d'une pluralité d'engrenages intermédiaires tels que 34 et 40. Afin d'obtenir la synchronisation des engrenages à accoupler, la présente invention comporte un dispositif d'accélération 20 4C de l'arbre 16 par l'entremise d'un embrayage électromagnétique 70 42069 2 2068618 associant temporairement la roue dentée 34 à l'arbre de sortie 14 de façon à transmettre son mouvement à l'arbre 16 par l'entremise de la roue dentée40. Cette disposition est représentée plus en détail à la Fig. 2, où l'on voit la bobine 28 et l'armature 26 de 5 l'embrayage électromagnétique ainsi que ses disques de friction 30. En vue de freiner l'arbre 16 il est prévu un embrayage électromagnétique 22 comprenant une armature 42 solidaire de l'arbre 16, un bobinage 48 et des disques de friction 50. Pareillement, l'arbre d'entrée 12 peut être freiné par 10 un embrayage électromagnétique 56 solidaire du carter de la boîte et comprenant, lui-aussi, une bobine 58 et des disques de friction 60. En fonctionnement, un choix de rapports exigeant un changement de connection entre les arbres 12 et 16 ainsi qu'entre les 15 arbres 1 6 et 14 exige tout d'abord une synchronisation des vitesses des arbres 12 et 16. Ceci est obtenu en freinant celui des deux arbres qui tourne le plus vite au moyen des organes de freinage 22 ou 24. Ceci fait, les arbres 14 et 16 pourront être synchronisés en accélérant l'arbre 1 6 au moyen des dispositifs 16 et 22. Le 20 diagramme 100 de la Fig. 3 comprend des générateurs de signaux 102, 104 et 106 traduisant les vitesses respectives de l'arbre de sortie 14, de l'arbre auxiliaire 1 6 et de l'arbre d'entrée 12. Ces signaux sont appliqués à une pluralité d'organes de présynchronisation ou "anticipateurs" 108, 110 et 112. Ces signaux sont ensuite 25 modifiés par un diviseur de tension 114 pouï tenir compte du rapport désiré. Ce circuit comprend également une paire de comparateurs 116, 118 en relation avec les systèmes accélérateurs et décélérateurs 20, 24. Ce circuit comprend enfin un organe d'interdiction de changement de rapport 120, une commande principale d'embrayage 122^une 30 commande d'excitation d'embrayage principal 124, 126 et une commande centrale 128 des changements de rapport. Pour décrire le fonctionnement de ce dispositif, on admettra qu'il est réglé depuis un certain temps sur un rapport donné. Les anticipateurs 108, 110 et 112 sont au repos ainsi que les 35 accélérateurs de freins 20, 22, 24 et les comparateurs 116 et 118. Un changement de rapport étant désiré par l'opérateur, le diviseur de tension qui est commandé par le sélecteur de rapport 130 va agir de façon que les signaux appliqués aux anticipateurs 108 et .112 soient modifiés. Le signal émis par 1'anticipateur 108 est appliqué 40 à l'organe d'interdiction 120, et tous les signaux sont appliqués 70 42069 3 2068618 aux comparateurs appropriés 116 et 118. Le comparateur 116 demeure, pour le moment, au repos ainsi que le comparateur 118 et l'organe 120 va déterminer si le changement de rapport désiré est permis. Dans l'affirmative, le circuit 100 libère l'embrayage 5 principal non représenté (placé entre le moteur et la transmission 10) au moyen de la commande principale d'embrayage 122, désexcite l'organe 124 et informe la centrale 128 que le changement peuô être effectué. Auparavant, la centrale ordonne à l'organe 126 de placer 10 la transmission au point mort, puis elle émet un signal dans le comparateur 118 pour qu'il détecte celui des trois arbres 12, 1 6 et 18 qui tourne le plus vite. Le comparateur 118 envoie alors un signal excitant celui des freins 22, 24 qui est associé à l'arbre le plus rapide et permettant à celui des anticipateurs 110, 112 15 qui est associé à cet arbre de traduire cette vitesse en vue du changement du rapport désiré. Quand le comparateur 118 détecte une synchronisation imminante, il en informe la centrale 128 qui dégage le comparateur 118 et excite la commande d'embrayage 126 requise pour accomplir 20 la première phase du changement de rapport. Quand l'accouplement des arbres 12 et 16 est effectué, la commande de changement de rapport autorise le comparateur 116 à détecter celui des deux arbres 14 et 16 qui tourné le plus vite sel le processus décrit plus haut pour les arbres 1'?, 1 6 et 1 8. Quand 25 cette synchronisation est atteinte, la centrale 128 en est informée le comparateur 116 est dégagé et le changement de rapport approprié est signalé à l'organe de commande 126. Quand ce changement de rapport est terminé, l'organe d'interdiction est réarmé et l'embrayage principal est à nouveau accouplé. Les anticipateurs 108, 110 30 et 112 ainsi que les comparateurs 116 et 118 sont alors mis au repo la commande d'excitation 126 demeurant sous tension. En se référant aux Figs. 3 et 4, et particulièrement à la Fig. 4, on notera que les lettres A, B, C et D de la Fig. 4 correspondent aux références identiques de la Fin. 3. 35 En vue d'un changement de rapport, le sélecteur 130 passe du contact 200 au contact 202. Sous l'action du diviseur de tension sur les résistances 204, 206, 208, 210, la tension appliqué à la base 212b du transistor212 s'accroît. Le circuit demeure inactif jusqu'à ce qu'un signal de tension soit appliqué en D indi-40 quant que la centrale 128 est prête à compléter le changement de 70 42069 4 2068618 rapport. La réception de ce signal a pour effet de rendre conducteur le transistor 214, ce dernier produisant alors, en association avec la résistance 21 6 et la diode 218, un courant continu alimentant le comparateur 118. Ce dernier comprend une paire de transistors 212 5 et 220 connectée par leurs émetteurs, en liaison avec leur résistance 212bet leur diode 218 associées® Labase 220b du transistor 220 reçoit un signal traduisant la vitesse de l'arbre 16 modifié par les résistances 222, 224 du diviseur de tension tandis que la base 212b reçoit un signal exprimant la vitesse de l'arbre d'entrée modifié 10 par les résistances 204 206 du diviseur de tension. En admettant que l'arbre d'entrée tourne assez vite, la tension à la base 212b sera plus élevée que celle de la base 220, de sorte que le transistor 21 2 devient conducteur et envoie du courant en B à travers la résistance 228, la diode 230 et la résistance 234. Ce courant abaisse 1 5 le potentiel au point 238 du circuit, ce qui rend le transistor 214 également conducteur et engendre un courant à travers les résistances 242 et 244, élevant ainsi la tension en 246 et 248. Ceci a pour effet de rendre également conducteurs les transistors 250 et 252, de sorte que le frein 24 est désexcité et que la résistance 210 est 20 mise à la terre. Le frein 24 ralentit l'arbre 12 pour permettre de la synchroniser avec l'arbre 16, ce qui produit un début d'abaissement de la tension en A et à la base 212b. La mise à la terre de la résistance 210 abaisse ensuite le potentiel de la base 212b, produi-25 sant ainsi une anticipation de la synchronisation. Quand les tensions sont égales aux bases 212b et 220b, le transistor 220 commence à débiter et le transistor 212 à se bloquer. Il en résulte une pointe momentanée de tension entre la résistance 228 et les diodes 230, 232, pointe qui est transmise à travers C à 30 la centrale 128 qui compête le signal en D. Ceci désexite le comparateur 118, les anticipateurs 110 et 112 et le frein 24. Le frein 22 serait mis en oeuvre de la même façon si le comparateur avait déterminé que les signaux de vitesse reçus aux bases 212b et 220b montraient que l'arbre 16 tourne plus vite que 35 l'arbre 12. Le levier 300 de changement de rapport, représenté à la Fig. 5, comprend un boîtier 302, un levier pivotant proprement dit 304, et un organe d'interdiction 306. Le boîtier 302 inclut une pluralité d'encoches 308 coopérant avec un doigt mobile 314 du 40 levier 304 pour fixer ce dernier en une position choisie. 70 42069 5 2068618 Ce levier 304 coulisse dans un manchon 310, la partie coulissante proprement dite 312 étant solidaire du pommeau de manoeuvre. Le doigt 314 est solidaire de cette pièce 312. Le manchon 310 porte, au moyen d'un montage 31 6, -un contact 318 actionné par 5 un organe élastique 320. Quand la pièce 312 est enfoncée dans le manchon, l'organe élastique 320 chassé de la cavité 322 et le contact 318 entre en jeu en produisant un signal qui indique qu'un changement de rapport est désiré. L'organe d'interdiction 306 comprend un moyen élastique 10 qui est ici un ressort 324 et un relais 326 ayant une armature 328 et un plongeur 330 porté par le manchon 310 au moyen d'un support 332. Dans la présente forme de réalisation de l'invention, le levier 304 peut être placé dans l'une des positions définie par les encoches 308. Chacune de ses positions correspond,à son tour, à un 15 rapport de la transmission, les encoches représentant des rapports croissants de la gauche vers la droite. L'organe 306 est prévu pour interdire un abaissement du rapport qui produirait une survitesse du moteur» Pour obtenir un changement de vitesse, la pièce 312 doit 20 être repoussée pour libérer le doigt 314 hors d'une encoche dans laquelle il est logé. La rampe 334 oblige le contact élastique 320 à informer le circuit 100 de la Fig. 3 qu'un changement de rapport est désiré. Une pression plus prononcée du levier 312 amène la cavité 322 en alignement avec le plongeur 330. Lorsque le doigt 25 314 a complètement quitté son encoche, le levier 304 peut pivoter vers la position désirée. Si celle-ci est interdite, le islais plongeur est excité, et ledit plongeur est entraîné dans la cavité 322, interdisant ainsi à la pièce 312 de remonter dans l'encoche désirée. Dans cette position l'organe élastique 324 sollicite le 30 levier 304 vers une position de rapport plus élevée. Dès que cette position est atteinte, le relais d'interdiction est désexcité et le doigt 314 est poussé dans l'encoche du rapport permis qui est le plus proche de celui qui a été choisi. L'organe d'interdiction 120 est représenté spécialement 35 à la Fia. 6, où sont reproduites les références des Fies. 3 et 5. Le point F du circuit reçoit un signal de tension q.. i est réglé par le diviseur de tension 114 de façon que le contact mobile 400 soit à un potentiel traduisant la vitesse de l'arbre 14 modifiée par un rapport choisi. Ce signal est appliqué au comparateur 116 en G et 40 à la cathode de la diode zener 402. Le contact 404 se déplaçant sur 70 42069 6 2068618 la rangée des bornes correspondant aux différents rapports, le signal est renforcé lorsque le contact se déplace vers la droite (par rapport à la figure) en traduisant ainsi un rapport plus élevé et en produisant une tension proportionnellement moins forte. Un 5 déplacement vers la gauche indique un rapport plus faible, et une proportion plus grande du signal existant en F est alors appliquée à la diode zener 402. Un rapport interdit serait, dans ce cas, produit par un déplacement vers la gauche du contact 404 tout en appliquant une fraction plus élevée de la tension en F à la diode 10 zener 402 alors que le signal en F est assez important pour que le signal appliqué à ladite diode surpasse sa tension d'effondrement. Un courant inverse dans la diode 402 excite le transistor 406 et produit du courant aux bornes 408 en relation avec le relais 326. Ces bornes 408 excitent le relais 326 en interdisant la remontée 15 du levier 312 et en produisant une chute de la tension au collecteur 406c du transistor 406 jusqu'à une valeur extrêmement faible. La borne 406c communique avec la porte ET 410, et une basse tension à cette borne est équivalente à un signal zéro à ladite porte. Ceci entraîne un signal zéro à la borne H, informant la centrale 128 20 qu'un changement de rapport n'est pas actuellement terminé. L'autre entrée de la porte 410 est reliée au relais 318 de façon que cette porte, et par conséquent la centrale 128, demeure au repos tant que le levier 312 n'est pas poussé. Quand le contact 404 a été tiré vers la droite de façon que la tension à la diode 402 soit réglée à une 25 valeur inférieure à sa tension d'effondrement, le transistor 406 redevient non conducteur, le courant cesse d'alimenter le relais 326 et la tension au collecteur 406c augmente en produisant un signal positif à la borne H. Ce signal produit le début du changement de rapport. 70 42069 7 2068618 REVENDICATIONS 1 . Comrrande synchronisée de boîte de vitesse ayant une 5 pluralité d'arbres et' de combinaisons de rapports possibles entre ces arbres, caractérisée par des moyens émetteurs de signaux traduisant respectivement les vitesses desdits arbres, des moyens pour modifier au moins un de ces signaux en vue de l'obtention d'un nouveau rapport de transmission de la boîte, des moyens de comparaison 10 opérant sur une paire de ces signaux incluant au moins celui qui est modifié afin de détecter dans la paire d'arbres associée à ladite paire de signaux celui qui tourne le plus vite, des moyens sensibles auxdits moyens de comparaison pour obtenir la synchronisation des arbres de ladite paire, des moyens de présynchronisation 15 également sensibles auxdits moyens de comparaison pour modifier l'un des signaux de ladite paire de façon à produire un signal de présynchronisation assez en avance sur la synchronisation effective pour compenser le délai entre le début et la fin d'un changement de rapport, et des moyens de commande sensibles audit signal de 20 présynchronisation pour commander le changement de rapport. 2. Commande selon 1, caractérisé en outre par des moyens d'interdiction sensibles à l'un desdits signaux pour interdire un changement de rapport prohibé. 3. Commande selon 2, caractérisée en ce que lesdit.s moyens 25 modificateurs de signal comprennent un diviseur de tension pour produire une variation séquentielle du signal modifié, et en ce que lesdits moyens de présynchronisation incluant à cet effet des moyens de dérivation pour éliminer sélectivement une partie dudit diviseur de tension. 30 4. Commande selon 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de changement de rapport composé d'un carter, d'un organe mobile pouvant prendre dans ce carter une pluralité de positions indicatrices respectivement de rapports de transmission à choisir, et d'un organe de sécurité interdisant le mouvement de 1'organe 35 mobile vers une position prohibée tout en le sollicitant vers la plus proche position autorisée. 5. Commande selon 4, caractérisée ence eue la fonction d'interdiction de l'organe de sécurité est assurée par des moyens de verrouillage électromagnétiques, et en ce que la sollicitation du 40 même organe de sécurité vers la plus proche position permise est assurée par des moyens élastiques