Brevet FR2548318A1 — publié le 19850104

TRANSMISSION A VARIATEUR. La présente invention est relative à une transmission pour véhicule automobile et se rapporte plus particulièrement à une trans5 mission à variation continue du rapport de transmission. On connaît déjà des transmissions sur ce principe et on connait également des améliorations visant à augmenter soit le rendement, soit la variation totale du rapport de transmission pour diminuer 10 la consommation d'énergie Par ailleurs, on a vu des dispositifs permettant d'accroître la longévité du variateur en le mettant hors circuit pendant certaines phases du fonctionnement, et notamment sur route Généralement ces dispositifs sont compliqués et coûteux en énergie et en prix de fabrication De plus, l'aug15 mentation de la plage de variation totale du rapport de transmission, nécessaire pour améliorer l'adaptation du groupe motopropulseur, altère le rendement du variateur lorsqu'il réalise la totalité de la plage de variation. Le but de la présente invention est de réaliser une transmission optimisant le rendement et la longévité du variateur en réduisant sa plage de variation, mais en l'utilisant deux fois pour ne pas diminuer la plage totale de variation de la transmission, à l'aide d'une botte à deux rapports montée en amont du variateur. 25 Le montage judicieux de la boîte à deux rapports permet en même temps d'obtenir deux liaisons directes à rapport de transmission constant, l'une étant utilisée à la fin de la première plage de variation du variateur, ce qui donne la possibilité de ramener le variateur à son rapport court, sans rupture de couple, et l'autre 30 étant utilisée au rapport le plus long, c'est-à- dire à la fin de la seconde plage de variation du variateur. A cet effet, l'invention a pour objet une transmission de puissance à rapport de transmission continûment variable avec deux 35 rapports de vitesse d'entrée et à deux rapports de transmission 49398 1 constants, notamment pour véhicule automobile économe en énergie, comportant un dispositif d'embrayage d'entrée, deux couples de pignons disposés entre l'arbre d'entrée du mouvement et l'arbre primaire d'un variateur, ce dernier étant constitué de deux arbres primaire et secondaire, ces arbres portant des dispositifs de variation et de transmission de la puissance; et par ailleurs d'une liaison directe à deux rapports constants permettant de court-circuiter le variateur, ladite liaison directe étant réaliser par un couple de pignons disposés entre l'arbre d'entrée du 10 mouvement et l'arbre secondaire du variateur, arbre portant également le pignon d'attaque Des dispositifs de crabotage permettent d'obtimiser successivement la transmission par le variateur à une vitesse réduite d'entrée sur le primaire du variateur, ensuite la transmission a un rapport constant égal à celui qui 15 est obtenu dans le cas précédent lorsque le variateur est à son rapport long; puis une transmission par le variateur avec une vitesse surmultipliée d'entrée sur le primaire du variateur et enfin une transmission à rapport constant égal à celui qui vient d'être obtenu lorsque le variateur est à son rapport le plus long. 20 On comprendra mieux la disposition des divers éléments et le fonctionnement général de la transmission selon l'invention, à l'aide des descriptions représentées sur les figures ci-après. Selon un mode de réalisation, le dispositif d'embrayage est un embrayage classique simple coupant l'alimentation du variateur et des prises directes. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de crabotage des liaisons par le variateur ou par les prises directes est constitué d'un double crabot sur l'arbre secondaire du variateur, et de deux demi-crabots sur l'arbre d'entrée du mouvement coaxial à l'arbre du moteur. 49398 1 16 Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les deux demicrabots disposés sur l'arbre d'entrée du mouvement sont remplacés par un crabot double. Selon un mode de réalisation de l'invention, la première liaison directe a un rapport égal au rapport de la première vitesse d'entrée du mouvement dans le variateur, multiplié par le rapport long du variateur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le rapport de la première liaison directe est aussi égal au rapport de la deuxième vitesse d'entrée du mouvement dans le variateur multiplié par le rapport court du variateur. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la deuxième liaison directe a un rapport égal au rapport de la deuxième vitesse d'entrée du variateur multiplié par un rapport long du variateur. Selon un mode de réalisation de l'invention, la marche arrière est obtenue en utilisant la première partie de la première liaison directe, puis en interposant un pignon intermédiaire porté par un arbre intermédiaire situé entre l'arbre coaxial à l'arbre du moteur et l'arbre portant le pignon d'attaque. 25 Les réalisations qui sont représentées en annexe ne sont données qu'à titre d'exemple et servent de base pour la description et l'explication du fonctionnement de la présente invention. Les dessins annexés sont les suivants: la figure 1 représente la chaîne cinématique d'ensemble d'une transmission selon l'invention dans laquelle le dispositif de crabotage comprend deux demi-crabots; 35 49398 1 16 la figure 2 représente la chaîne cinématique d'ensemble d'une transmission selon tl'invention dans laquelle le dispositif de crabotage comprend un crabot double; la figure 3 représente la chaîne cinématique de la transmission selon l'invention, avec le premier rapport de gamme et le variateur; la figure 4 représente la chaîne cinématique de la transmission 10 selon l'invention, avec la première liaison directe; la figure 5 représente la chatne cinématique de la transmission selon l'invention, avec le deuxième rapport de gamme et le variateur; la figure 6 représente la chaîne cinématique de la transmission selon l'invention, avec la deuxième liaison directe; la figure 7 représente la chaîne cinématique de la transmission 20 selon l'invention, avec la marche arrière. Un mode de réalisation d'une transmission de puissance selon l'invention est représenté sur la figure 1 Un moteur M entraîne un embrayage dont le plateau d'embrayage E peut rendre solidaire 25 du moteur l'arbre d'entrée A du mouvement dans la transmission. L'arbre A porte deux demi-crabots K 1 et K 2 permettant de rendre solidaire de l'arbre A les pignons 1 et 4, respectivement le pignon 1 pour K 1 et le pignon 4 pour K 2 Le pignon 1 engrène avec le pignon 2 et le pignon 4 engrène avec un pignon 3; les pignons 30 2 et 3 étant solidaires de l'arbre B qui est également l'arbre primaire d'un variateur 6 et porte solidairement les poulies 9 du variateur 6 Des poulies secondaires 10 du variateur 6 sont montées sur l'arbre secondaire C Cet arbre secondaire C porte également le pignon d'attaque 7, celui-ci engrenant avec la couronne 35 8 sur l'arbre D du pont L'arbre C porte également un crabot K 3 49398 I 167 qui peut rendre solidaire de l'arbre C soit les poulies 10 du variateur 6 soit le pignon 5 qui engrène en permanence avec le pignon 4 porté par l'arbre A Le pignon 4 de l'arbre A porte solidairement sur le c 8 té un pignon 11 destiné à la marche ar5 rière pour engrener avec le pignon baladeur 13 de l'arbre intermédiaire F Ce pignon 13 peut engrener avec le pignon 12 porté par le crabot K 3 de l'arbre C Sur cette figure 1, tous les crabots K 1, K 2, K 3 sont représentés au neutre et l'embrayage est débrayé. La figure 2 représente un dispositif de transmission de puissance selon l'invention dérivée de la figure 1 et dans laquelle un crabot K 4 permet de solidariser avec l'arbre d'entrée A soit le pignon 1 soit le pignon 4 La marche arrière est réalisée comme 15 sur la figure 1. La figure 3 représente la circulation de puissance dans la transmission selon l'invention avec le premier rapport de gamme et le variateur Un rapport P 1 donné par la première vitesse d'entrée, 20 le crabot K 1 (K 4 de la figure 2) étant engagé avec le pignon 1 n (à noter que / 1 = N, N 1 et N 2 étant respectivement les nombres de dents des pignons 1 et 2) et le crabot K 3 étant engagé avec les poulies 10 du variateur 6. La flèche représentée sur la figure 3 symbolise la circulation de puissance du moteur M vers le pont. Si; 1 et T 2 sont les rapports extrêmes de variation du rap30 port de vitesse du variateur, le rapport de la transmission pourra varier entre Pl f 1 et / 1 2 ' La figure 4 représente la circulation de la puissance dans la transmission selon l'invention avec la première liaison directe. 35 49398 1 -6 Sur cette figure la transmission se fait à un rapport fixe, égal à celui obtenu lorsque le variateur est à son rapport long et entralné en première vitesse, c'est-à-dire au rapport f 1 2 ' Le crabot K 1 (K 4 sur la figure 2) est toujours engagé sur le pignon 1, et le crabot K 3 est maintenant engagé avec le pignon 5. A noter que le rapport de transmission est le suivant: /P / ni N 4 N 4 0 R =P x 31 N 2 2 N 3 3 N 5 n 1,, N N 3, N 4, N 5 étant les nombres de dents respectivement des pignons 1, 2, 3, 4 et 5. La figure 5 représente la circulation de la puissance dans la 15 transmission suivant l'invention avec le deuxième rapport de gamme et le variateur Dans cette figure la transmission se fait par le variateur entratné sur le deuxième rapport de vitesse d'entrée (rapport f 2 = N 4) Le crabot K 2 (ou K sur la figure 2 N 2 u 4 2) est engagé avec le pignon 4, et le crabot K est engagé avec les poulies 10 du variateur 6. Le rapport de transmission peut varier de f 2 1 à f 2 P 2 ' La figure 6 représente la circulation de la puissance dans une transmission selon l'invention avec la deuxième liaison directe. Dans cette figure la transmission de puissance se fait suivant un rapport constant, c'est donc une liaison directe, par les pignons 4 et 5 Le crabot K 2 (ou K 4 sur la figure 2) est engagé avec le 30 pignon 4 et le crabot K 3 est engagé avec le pignon 5. Le rapport de transmission est 3 3 ' La figure 7 représente la circulation de la puissance dans une 35 transmission selon l'invention avec la marche arrière. 49398 1 1676 Cette figure représente la marche arrière o la puissance circule par les pignons 1-2, 3-4, 11-13-12 Le crabot K 1 (ou K 4 sur la figure 2) est engagé avec le pignon 1 Le pignon 13 est déplacé pour être en prise avec les pignons 11 et 12 Les crabots K 2 et K 3 sont au neutre. Le rapport de réduction en marche arrière est: nill = A P 4 avec /ar 4 N N 11 et N 12 étant le nombre Rar =r 2 4 N 1 il 2 de dents respectivement des pignons 11 et 12. La transmission ainsi décrite comporte en plus un dispositif électronique avec capteur de vitesse du pignon 5, des poulies 10 du variateur 6 et du pignon 7 Ce dispositif électronique comporte aussi des actionneurs des crabots K 1 et K 2 (ou K 4 sur la figure 2) et K 3 L'embrayage E peut être commandé manuellement ou automatiquement. L'ensemble électronique, non décrit par les dessins et connu en soi, gère automatiquement la transmission et le moteur thermique de manière à utiliser ce dernier moteur thermique en permanence dans sa zone de consommation économique, en pilotant le carburateur ou la pompe à injection du moteur et le rapport de trans-. 25 mission par l'intermédiaire de la commande du variateur des commandes diverses des crabots et éventuellement de la commande de l'embrayage. Ce système électronique, qui reçoit en outre les informations de 30 vitesses données par les capteurs précédemment cités, est capable de commander le passage, ou synchronisme de rotation, d'un mode à l'autre à savoir par le variateur ou par liaison directe. Lorsque l'on veut démarrer le véhicule en marche'avant, les infor35 mations données par le conducteur: marche avant et position i 1 49398 1 1 de la pédale d'accélérateur, le système se place dans la position repérée sur la figure 3 Si l'embrayage est à commande automatique, le système électronique commande la fermeture progressive de l'embrayage puis le système gère l'ensemble du groupe moteur5 transmission comme indiqué auparavant. Si les conditions sont telles que le variateur arrive à son rapport le plus long, et que le système demande un rapport encore plus long, le microprocesseur va chercher à passer dans une posi10 tion telle que celle représentée par la figure 4, pour ensuite passer à une configuration telle que celle de la figure 5 Arrêtons-nous un instant sur ces deux changements de mode. Tout d'abord, en reprenant le schéma de la figure 3, on constate 15 que le rapport long obtenu est: f 1 /'2 et que l'on veut passer au schéma de la figure 4 o le rapport constant est égal à: I 1 x t 3 Pour que le passage d'un schéma à l'autre se fasse P 2 3 sans problème, uniquement par action sur le crabot K 3, il faut que cela se fasse au synchronisme de rotation des poulies 10 et 20 du pignon 5, donc que 2 x I suffit donc de 1 l A X 3 I suffit don 2 de choisir des rapports fl, 2 32 et des ouvertures 1 et 2 du variateur tels que: 2 t Pendant que la transmission est à son rapport fixe, suivant le schéma de la figure 4, l'automatisme électronique ramène le variateur à son rapport de variation court 1 IL ne reste plus qu'à passer au schéma de la figure 5 pour reprendre la variation continue de rapport de vitesses à l'aide du variateur 6. Pour passer du mode de la figure 4 à celui de la figure 5 les séquences sont les suivantes: 49398 11676 commande du moteur thermique pour annuler le couple moteur tout en le maintenant à son régime de rotation et permettre le décrabotage du pignon 5 à l'aide du crabot K 3 que l'on met au neutre; décrabotage du pignon 1 à l'aide du crabot K 1 et crabotage du pignon 4 à l'aide du crabot K 2 (ou du crabot K 4 du pignon 1 au pignon 4 sur la figure 2); Dans cette position la vitesse des poulies 10 est la suivante par rapport à la vitesse du moteur thermique: / 2 Pl pendant que la vitesse du crabot K 3 de l'arbre C est encore au rapport: 1 x 3 de la vitesse du moteur thermique. 15 t 2 Si la vitesse du moteur thermique a été maintenue par le système électronique à la vitesse d'avant le déclenchement du changement de mode, le crabot K 3 pourra être engagé sur les poulies 10, à condition qu'il soit au synchronisme avec les poulies 10 du 20 variateur 6; c'est-à-dire à condition que: t 2 = P x f 3 soit /1 2 A ce moment l'automatisme électronique corrige les variations de 25 vitesses de l'arbre C par action sur le moteur thermique et lorsque le synchronisme est obtenu le crabot K 3 est engagé sur les poulies 10 On se trouve ainsi dans la position représentée sur la figure 5, o le rapport de transmission peut varier continument de ? 2 '1 à f 2 /I 2 Lorsque l'on veut passer de la seconde liaison directe représentée sur la figure 6, on pousse le variateur à son rapport long /12 et comme nous avons vu que P 2 2 = /3 ' il suffit de passer le crabot K 3 des poulies 10 du variateur au pignon 5, car il 35 y a synchronisme de rotation entre les éléments 10 et 5 et K 3. 49398 I Bien entendu, le passage dans l'autre sens, en allant donc vers les rapports courts, des divers modes, se fait de la même manière à quelques différences près. Par exemple pour repasser du schéma dela figure 6 à celui de la figure 5, il n'est pas indispensable d'obtenir le synchronisme entre le pignon 5 et les poulies 10, par contre il faut l'obtenir entre les poulies 10 et le crabot K 3, donc de l'arbre C; ce synchronisme peut être obtenu avec un rapport de variateur inférieur 10 au rapport '42 et avec une accélération du moteur thermique, permettant ainsi un rétrogradage avec augmentation de la puissance disponible au moteur thermique. Pour le passage du mode de la figure 5 à celui de la figure 4, 15 on attendra que le variateur soit à son rapport court 1 pour commander: la coupure du couple moteur thermique, mais avec maintien de sa vitesse de rotation; le décrabotage des poulies 10 en mettant K 3 au neutre; - la mise de K 2 au neutre (ou de K 4 dans le cas de la figure 2); le crabotage de K avec le pignon 1 (ou de K avec le pignon 1 dans le cas de la figure 2); puis le crabotage de K 3 avec le pignon 5 lorsque le synchronisme est atteint. Pour le passage du mode de la figure 4 à celui du mode de la figure 3, on amènera, dans le fonctionnement en liaison directe, le variateur à son rapport long, puis lorsque le synchronisme entre les poulies 10 et le pignon 5 sera réalisé il restera à 35 basculer le crabot K 3 du pignon 5 sur la poulie 10. 49398 11676 Pendant tous ces changements de mode, on annule le couple du moteur thermique pour les décrabotages et on maintient toujours sa vitesse à sa valeur initiale; cependant cette vitesse peut être modulée par le microprocesseur de telle sorte que le syn5 chronisme soit maintenu entre les pignons et les crabots que l'on veut engager. Avec cette invention, on peut envisager pour ce type de transmission soit la même plage de variation du rapport de transmis10 sion pour le variateur à chacune des deux vitesses d'entrée (rapport /1 ou ? 2) soit des plages différentes La plage pour le rapport d'entrée court Pl étant plus large que celle pour le rapport d'entrée P 2; on se rapproche ainsi de l'utilisation urbaine sur le premier rapport d'entrée et de l'utilisation rou15 tière pour le deuxième rapport d'entrée. A titre d'exemple, en choisissant une ouverture globale de 6,75, on peut prendre soit deux plages identiques de \ 7 = 2,60 (de 0,62 à 1,612), soit une plage de 4,5 pour le premier rapport 20 d'entrée f et une plage de 1, 5 pour le second rapport d'entrée 2 ' Pour ce second cas, si nous limitons les rapports longs du variateur à 1,4 et si nous choisissons un rapport d'entrée 1 de 0,7 25 nous avons: /2 = 1,05 t 3 = 1,47 Ce qui nous donnera des rapports allant de: 30 0,218 à 0,98 pour la première plage et de 0,98 à 1,47 pour la deuxième plage. Soit par exemple de: 8,5 km/h/1 000 tours moteur à 38,25 km/h/1 000 tours moteur pour la 35 première plage et 38,25 à 53,55 pour la deuxième plage. 49398 1 li Pour avoir une marche arrière légèrement plus courte que le rapport court en marche avant, on choisira par exemple: ar 0,2 x 4 o ? 07 x dor 20 403 si N 1,05 4 ar F 2 nll donc f 4 0,3 soitn 0,3. n 12 15 20 25 30 35 49398 1 1 i REVENDICATIONS 1 Transmission de puissance à deux plages de variation comportant un embrayage d'entrée, caractérisée en ce que ladite trans5 mission consiste en la combinaison: d'une boite de gamme à deux rapports disposée à l'entrée d'un variateur, le pignon primaire ( 4) du deuxième rapport entralnant directement un pignon ( 5) monté sur l'arbre de sortie (C) 10 du variateur, immédiatement en amont du pignon d'attaque ( 7); et d'un dispositif de crabotage double monté sur l'arbre de sortie entre ledit pignon ( 5) et la poulie double réceptrice ( 10) du variateur ( 6). 2 Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que la boite de gamme à deux rapports est constituée par deux couples de pignons ( 1 et 2) et ( 4 et 3), les pignons primaires ( 1 et 4) étant montés libres sur l'arbre d'entrée (A), et pouvant être 20 rendus respectivement solidaires en rotation de l'arbre (A) par un dispositif de crabotage. 3 Transmission selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de crabotage comprend deux demi-crabots (K 1 et K 2) 25 commandant respectivement les pignons ( 1 et 4). 4 Transmission selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de crabotage comprend un crabot double (K 4) commandant alternativement les pignons ( 1 et 4). 30 Transmission selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lors de la première liaison directe, la puissance circule par la boîte de gamme par l'intermédiaire des pignons 1, 2, 3, 4, 5 vers l'arbre de sortie portant le pignon 35 d'attaque, le pignon ( 1) d'entrée du mouvement étant rendu 49398 Il 1 solidaire de l'arbre d'entrée (A) et le pignon ( 5) étant rendu solidaire de l'arbre de sortie (C) portant le pignon d'attaque ( 7). 6 Transmission selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport de vitesse x /3 de la première liaison directe est égal au rapport de vitesse 1 du premier rapport de gamme 10 multiplié par le rapport long /2 du variateur. 7 Transmission selon la revendication 5, caractérisée en ce que le rapport de vitesse f x f 3 de la première liaison directe / 2 3 est égal au rapport de vitesse f 2 du deuxième rapport de gamme multiplié par un rapport court Pl du variateur. 8 Transmission selon l'une des revendications 1 à 4, caractéri20 sée en ce que lors de la deuxième liaison directe, la puissance circule par l'intermédiaire du pignon menant ( 4) du deuxième rapport de gamme rendu solidaire de l'arbre (A) par le crabot (K 2) ou (K 4) vers le pignon d'entraînement ( 5) directement monté sur l'arbre (C) portant le pignon d'attaque ( 7) et rendu soli25 daire dudit arbre par un crabot (K 3). 9 Transmission selon la revendication 8, caractérisée en ce que le rapport de vitesse (P 3)de la deuxième liaison directe est égal au rapport de vitesse (P 2)du second rapport de gamme multi30 plié par le rapport long (A 2)du variateur. Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que la marche arrière est obtenue en faisant circuler la puissance par l'intermédiaire des pignons de boite de gamme, respectivement 35 ( 1, 2, 3, 4) et par les pignons dont l'un ( 11) est solidaire du 49398 1 167 e pignon ( 4) de boite de gamme, un autre ( 12) est solidaire du crabot (K 3) de sélection monté sur l'arbre de sortie (C) portant le pignon d'attaque ( 7) et un troisième ( 13) est monté coulissant sur un arbre intermédiaire (F) pour assurer l'inversion du sens de rotation. 11 Transmission selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que les rapports longs du variateur utilisés sur les deux rapports de gamme sont les mêmes. 10 12 Transmission selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les rapports courts du variateur utilisés sur chaque rapport de gamme sont différents. 13 Transmission selon la revendication 12, caractérisée en ce que les plages de variation du rapport de vitesses du variateur sur chacun des deux rapports de gamme sont différentes. 14 Transmission selon la revendication 13, caractérisée en ce que 20 la plage de variation du rapport de vitesse obtenue sur le premier rapport de gamme ( 1) est plus grande que la plage obtenue sur le deuxième rapport de gamme (P 2) Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que 25 le rapport de transmission le plus long du variateur est inférieur au rapport de transmission de la seconde liaison directe. 16 Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que les différents passages de vitesses par liaisons directes ou par 30 le variateur sont réalisés de façon automatique. 49398 167