Brevet FR2631289A1 — publié le 19891117

DISPOSITIF DE COMMANDE ASSISTEE DE BOITE DE VITESSES La présente invention se rapporte & un dispositif de commande assistée de boite de vitesses mécanique commande manuelle par levier actionne par le chauffeur. Il existe actuellement de nombreux dispositifs d'assistance de commande, et notamment les dispositifs qui ecretent l'effort de commande que doit fournir le chauffeur. Ces systèmes n'apportent aucune assistance en dessous d'un certain seuil d'effort mais, au-dela de ce seuil, ils maintiennent l'effort de commande a ce niveau. Cet effort de commande est maintenu indépendamment de la valeur d'engagement de la boite, tant que cet effort est supérieur au seuil.L'inconvénient de ces systemes sécréteurs est justement de maintenir l'effort de commande à un niveau constant, car cela masque l'utilisateur la sensation du passage des vitesses avec ses differentes etapes : décrabotage, synchronisation et crabotage ; ce qui donne finalement au conducteur l'impressior. qu'il ne sait plus exactement ou il et est du-passage de la vitesse. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de commande assistée pour boite de vitesses, qui divise l'effort de passage par une valeur donnée, c'est- & dire d'offrir au chauffeur un système d'assistance de passage de vitesse dont l'effort de commande soit l'image de l'effort résistar.t et soit dans une certaine proportion de cet effort résistant. Le but de l'invention est donc d'offrir au chauffeur de poids loure la me-me sensation de passage des vitesses que sur sa voiture automobile. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de commande assistée de boite de vitesses comporte un arbre de commande en deux parties, c'est-à-aire un arbre menant et un arbre mené. L'arbre mené est relié a l'arbre menant au moyen d'un ensemble d'assistance axiale, qui est constitué d'un vérin & double effetpiloté par deux valves identiques du type 3/2, solidaireSl'une de l'autre.Le corps de l'ensemble d'assistance est fixe le long de son axe, et le vérin a double effet a deux chambres identiques, qui comportent chacune une partie periphérique limitée par une paroi radiale du corps et une partie internelimitée par une paroi radiale solidaire axialement de l'arbre menant, afin de renvoyer au conducteur une partie de l'effort de réaction de maniere à obtenir un effort proportionnel, c'est- -dire à nécessiter un effort de commande qui soit proportionnel å l'effort résistant. L'arbre mené est solidaire en rotation avec l'arbre menant. La présente invention présente ainsi l'avantege dloffrir un système d'assistance de commande des vitesses qui permette d'assister l'engagement des différents rapports en divisant l'effort résistant par une valeur déterminée. Par ailleurs, le dispositif permet de transmettre, sans effort parasite ni assistance, les mouvements de sélection qui ont des efforts faibles. De plus, le dispositif permet le passage des vitesses des que l'on a dépassé la consigne d'une certaine valeur, et cela me-me en cas de panne de l'assistance. Enfin, le dispositif selon l'invention intègre directement toutes les fonctions et permet une grande compacité de l'ensemble avec ur. cout relativement faible. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui suit le mode de réalisation donné a titre d'exemple en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente en coupe axiale un premier mode de réalisation du dispositif de commande- assistée selon l'invention la figure 2 est une vue analogue a la figure 1 d'un deuxième mode de réalisation de l'invention - la figure 3 est une vue analogue a la figure 1 d'un troisième mode de réalisation de l'invention - la figure 4 est une vue analogue å la figure 1 d'un quatrième mode de réalisation de l'invention. Les figures 1 et 2 représentent des dispositifs de commande assistee de boite de vitesses selon l'invention, dans lesquels l'arbre mené sort du côté opposé å l'arbre menant. De plus, dans ces deux modes de réalisation, le corps de l'ensemble d'assistance est fixe directement sur un support. Les figures 3 et 4 montrent deux autres modes de réalisation de~l'invention, dans lesquels l'arbre mené sort dù même côté que l'arbre menant. Par ailleurs, dans ces deux dernières réalisations, le corps est tenu par un système du type à rotule monté à l'autre extrémité du corps. Le dispositif de commande assistée de boite de vitesses comporte un arbre de commande en deux parties, c'est-à-dire un arbre met 1 et un arbre mené 2. L'arbre mené 2 est relié à l'arbre menant 1 au moyen d'un ensemble d'assistance axiale. Cet ensemble d'assistance axiale est constitué d'un vérin È double effet référencé 3 dans son ensemble. Ce vérin à double effet 3 est piloté par deux valves identiques du type 3/2 qui sont solidaires l'une de l'autre.- Ces deux valves identiques sont référencées respectivement 4 et 5 dans leur ensemble. L'ensemble d'assistance comporte un corps 40 qui est fixe le long de son axe. Le vérin à double effet 3 a deux chambres identiques de part et -d'autre de son piston, qui sont référencées respectivement 41 et 42. Ces chambres 41 et 42 comportent chacune une part e périphérique 43 et 45 qui est limitée par une-paroi radiale B du corps 40 et une partie interne 44 et 46 qui est limitée par une paroi radiale 17. Cette dernière paroi radiale 17 est solidaire axialement de l'arbre menant 1, afin de renvoyer au conducteur une partie de l'effort de réaction. Cet aspect de l'invention permet d'obtenir un effort proportionnel, autrement dit il demande de commande qui soit en fonction de l'effort résistant. Les deux valves 4 et 5 sont intégrées directement dans le corps 40. Dans la figure 1, l'ensemble d'assistance axiale est disposé dans un corps 40. L'arbre mené 2 est solidaire en rotation de l'arbre menant lau moyen d'un doigt 13 qui est monté sur ledit arbre mené 2. Ce doigt 13 coopere avec une lumière 20 qui est aménagée dans l'extrémite dudit arbre menant 1. Chacune des valves 4 et 5 estconstituée par deux parois radiales 17 et 48, par un prolongement du corps 40 et par un clapet 7 qui coulisse à l'intérieur de ladite valve 4 ou 5. Le prolongement du corps 40 est muni d'un trou 9 et 1O d'alimentation en air comprimé. Le clapet 7 ferme la valve 4 et 5 par l'intermédiaire d'un ressort 19 en venant s'appliquer sur un joint 14 de la paroi radiale 17. Les deux parois radiales 17 et 48 coulissent dans le prolongement du corps 40 et sont reliées entre elles par une paroi cylindrique 49. Cette paroi cylindrique 49 est munie d'au moins un trou 18 d'alimentation. Le vérin ç double effet 3 comporte un piston 50 avec un moyeu 51, qui se termine de chaque côté par un siège 15. Ce siège 15 coopère avec le clapet 7 correspondant. La paroi radiale 48 de la valve 4 se prolonge pour supporter un roulement 11, qui reçoit l'arbre menant 1. Le moyeu 51 se prolonge, du côté de l'arbre mené 2, par un tube 52 qui supporte un roulement 12 destiné i recevoir l'arbre mené 2. Les deux valves 4 et 5 sont reliées par une tige de liaison 6 disposée entre les deux parois radiales 17 et qui traverse le piston 50. Un amortisseur hydraulique 22 est disposé sur l'arbre menant 1 a l'intérieur du moyeu Si. Les arbres 1 et 2 peuvent tourner sur eux-memes et sont liés en rotation. Toutes les autres pieces ne tournent pas et ne se déplacent qu'en translation du fait des roulements 11 et 12, sauf le corps 40 qui est fixé sur un élément support. L'air comprimé arrive par les trous 9 et 10 et transite par les trous 18 cela la disposition de ces trous permet l'alimentation malgré la translation axiale du dispositif. En position de repos, chaque chambre 41 et 42 est a l'échappement, les sieges 15 sont ouverts.et l'échappement se fait au centre le long de l'arbre 1 et a travers les roulements 11 et 12 pour la chambre 41. Lorsque l'arbre 1 est déplacé par le conducteur, par-exemple en poussant, la valve 4 se rapproche du piston 50; Il y a alors fermeture de l'échappement de la chambre 41 par la butée du clapet 7 contre le siege 15 puis, en continuant de pousser l'arbre 1 et la valve A, il y a ouverture de l'admission car le joint 14 s'éloigne du clapet 7 à cause du siege 15 qui arrête en translation ledit clapet 7. Pendant ce temps, la valve 5 s'éloigne du siège 47 et la chambre 42 continue d'être a l'échappement.La pression monte dans la chambre 41 correspondant & la valve 4 et elle agit sur- le piston 50 qu'elle déplace dans le sens voulu en prenant appui sur la paroi radiale 8 du corps 40 et sur la section annulaire 17 de la valve 4 dar.s la chambre 41, cette paroi radiale 17 est solidaire de ''arbre menant 1. De ce fait, il y a restitution au conducteur d'une partie de l'effort appliqué qui correspond à la section 17. Le piston 50 agit sur l'arbre mené 2 avec lequel il est solidaire en translation. Si la partie menée 2 va plus loir que la partie menante 1, c'est-a-dire qu'elle dépasse la valeur de consigne que l'on veut dans le système suiveur (même déplacement b la sortie qu'à l'entrée), il y a : fermeture de l'admission de la chambre 41, puisque le ressort 19 appuie sur le clapet 7, et que le clapet 7 est contre le joint 14, et que le siège 15 s'est éloigne dela valve 4, puis ouverture de l'échappement de la chambre 41 du fait du siège 15 qui s'est éloigné du clapet 7. Si le décalage augmente, il y a ouverture de l'admission de la valve opposée 5 qui alimente alors la chambre 42, créant ainsi une force antagoniste de stoppage. Le jeu de la lumière 20 par rapport au doigt 13 correspond au minimum au jeu -des clapets des valves 4 et 5, ctest-à-dire au déplacement de fermeture du clapet 7 contre le siège 15 plus le déplacement d'ouverture du joint 14 qui s'éloigne du clapet 7. Le système fonctionne de la même façon lorsque l'arbre menant est tiré et c'est la valve 5 qui intervient. Dans ce cas, la chambre 41 reste toujours à l'échappement, sauf si le piston 3 va trop loin,- la valve 40 intervient alors comme la valve 5 est intervenue précédemment. La figure 2 représente un dispositif d'assistance axiale selon l'invention, dans lequel un corps 40 est fixé sur un élément support. Ce corps 40 comporte une paroi radiale 8 centrale. L'arbre mené 2 est solidaire en rotation avec l'arbre menant 1 au moyen de cannelures 53. Les deux valves 4 et 5 sont aménagées côte a côte a l'intérieur d'un moyeu 54. Ce moyeu 54 est solidaire de l'arbre menant 1, qui comporte une alimentation commune en air comprimé débouchant dans la valve 4. Un trou 55 de communication est aménage dans la paroi radiale centrale 56 du moyeu qui sépare les deux valves 4 et 5. Chacune des valves 4 et 5 est constituée par la paroi centrale 56 et par une paroi radiale 17 externe. Un clapet 7 coulisse dans chacune des valves 4 et 5 et dans le moyeu 54, fermant ainsi lesdites valves par 1'intermdiaire, pour chacune d'elles, d'un ressort 19, qui vient s'appliquer sur un joint 14 de la paroi radiale 17 externe correspondante. Un vérin 3 & double effet comporte deux pistons 57 qui coulissent dans le corps 40 et qui sont disposés de part et d'autre de la paroi radiale 8 dudit corps 40. L'un des pistons 57 est relié å l'arbre mené 2 et est solidaire b l'autre piston 57 au moyen d'un cylindre 58. Ledit cylindre 58 coulisse dans la paroi radiale 8 du corps 40 et sur le moyeu 54. Il comporte, à chacune de ses extrémités un trou de passage 59. Le piston 57, solidaire de l'arbre mené 2, est muni d'un trou 60 de passage. Chacun des pistons 57 possède un siege 15 qui coopère avec le clapet 7 correspondant Le corps 40 est fermé par deux parois 61 dont chacune est munie d'un trou 62.Dans une variante de réalisation, le corps 40 est fermé par deux soufflets 63 qui se montent respectivement sur l'arbre menant 1 et sur l'arbre mené 2. La figure 3 represente un autre mode de réalisation du dispositif d'assistance axiale selon l'invention. Ce dispositif. comprend un corps 40 qui a deux parois radiales 8. Ce corps 40 est fermé par un fond 66 relié au moyen d'un système du type rotule à la partie fixe 21 du véhicule. L'arbre mene 2 est solidaire en rotation de l'arbre menant 1, qui entrent et sortent du même côté du corps 40, oui est fermé par une paroi radiale d'extrémité 64. Cette parci 64 est munie d'un soufflet 65. Les deux valves 4 et 5 sont aménagées a l'intérieur d'un moyeu 67 qui est solidaire de l'arbre menant 1. Ce moyeu 67 a une alimentation commune qui est assurée par au moins un trou aménagé dans la périphérie du corps 40. Chacune des valves 4 et 5 est constituée par une paroi radiale 68 interne qui est percée d'un trou 23 de communication et par une paroi radiale 17 externe dudit moyeu 67. Pour chacune de ces valves, un clapet 7 coulisse dans ledit moyeu 67 et ferme ladite valve par l'intermédiaire d'un ressort 19 en venant s'appliquer sur un joint 14 de ladite paroi radiale 17 externe. Le vérin à double effet 3 comporte deux pistons 69 qui coulissent dans le corps 40 et qui sont disposes à l'extérieur des parois radiales 8 dudit corps 40. Le piston 69 qui est situé du côté du fond 66 est relié à l'arbre mené 2 et il est solidaire de vautre piston 69 au moyen d'un cylindre 70, qui coulisse dans les deux parois radiales 8 du corps 40 et sur les parois radiales 68 internes. Le cylindre 70 a au moins un trou de passage 18 d'alimentation des valves 4 et 5 qui est situé dans la partie centrale. Un trou 83 de communication est aménagé chaque chaque extrémité. Le piston 69, situé du coté du fond 66, et le fond 66 ont chacun un trou de passage référencé respectivement 26 et 27.Chacun des pistons 69 a un siège 15 qui coopère avec le clapet 7 correspondant, La figure 4 représente un autre mode de réalisation du dispositif de commande assistée selon l'invention. Ce dispositif est disposé dans un corps 40 qui a une paroi radiale 8 centrale. L'arbre mene 2 est solidaire en rotation de l'arbre menant 1, qui entrent et sortent du même côté du corps 40 fermé par une paroi radiale 71 d'extrémité. Cette paroi radiale 71 d'extrémité a un trou de passage 27. L'autre extrémté té du corps 40 est constituée par un fond 74 qui est également muni d'-un trou de passage 27. Le corps 40- peut être relié a un élément fixe du vehicule par un système analogue à ia figure 3. Un moyeu 72 est muni d'une chambre d'alimentation 73 des valves 4 et 5. L'autre côté du corps qui est constitué par le fond 74 est muni d'un trou de passage 27. Les deux valves 4 et 5 sont aménagées côte à côte à l'intérieur d'un moyeu 75, qui est solidaire de l'arbre menant 1 et qui a une alimentation commune par un canal annulaire 76, relié par un trou 18 Si la chambre d'alimentation 73. Ce canal annulaire 76 est relié d'autre part par un canal radial 77 & chacune des valves 4 et 5. Chaque valve 4 et S est constituée par une paroi radiale 78 centrale et par une paroi radiale 17 externe, et par un clapet 7 qui coulisse dans ledit moyeu 75. Le clapet 7 ferme la valve correspondante par l'intermédiaire d'un ressort 19 en venant s'appliquer sur un joint 14 de la paroi radiale 17 externe. Le vérin double effet 3 comporte deux pistons 79 qui coulissent dans le corps 40 et qui sont disposes de chaque côte de la paroi radiale 8 centrale du corps 40. Le piston 79 qui est situé du cbté du fond; 74 est relié à l'arbre mené 2 et est solidaire de l'autre piston 79 au moyen d'un cylindre 80 qui coulisse dans la paroi radiale 8 du corps et sur te moyeu 75. Ce cylindre 80 comporte, a chacune de ses extrémités, un trou 81 de passage. Le piston 79, qui est solidaire de l'arbre mené 2, est muni d'un trou de passage 82. Chacun des pistons 79 a un siège 15 qui coopère avec le clapet 7 correspondant. REVENDlCATIONS 1. Dispositif de commande assistée de boite de vitesses caractérisé en ce qu'il comporte un arbre de commande en deux parties : un arbre menant (1) et un arbre mené (2) ; l'arbre mené (2) est relié d l'arbre menant (1) au moyen d'un ensemble d'assistance axiale, qui est constitué d'un vérin double effet (3) piloté par deux valves identiques (4, 5) du type 3/2 solidaires l'une de l'autre ; le corps (40) dudit ensemble d'assistance étant- fixe le long de son axe, et le vérin b double effet (3) ayant deux chaml3res identiques (41, 42) comportant une partie périphérique -2. Dispositif de commandé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux valves (4, 5) sont intégrées dans le corps (40). 3. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble d'assistance axiale est disposé dans un corps (40), l'arbre mené (3) étant solidaire en rotation de l'arbre menant (2) au moyen d'un doigt (13) monté sur ledit arbre mené (3) qui coopère avec une lumière (20) aménagée dans l'extrémité dudit arbe menant (1), chacune des- valves 3/2 étant constituée par deux parois radiales (17, 48) , le prolongement du corps (40) avec un trou (9, 10) et un clapet (7) coulissant l'intérieur de ladite valve (4, 5) et la fermant par l'intermédiaire d'un ressort (19) en venant s'appliquer sur un joint (14) de la paroi radiale (17), les deux parois radiales (17) et (48) coulissant dans le prolongement du corps (40) et etant reliées entre elles par une paroi cylindrique (49) munie d'au moins un trou (18), le vérin à double effet (3) comportant un piston (50) avec un moyeu (51) qui se termine de chaque côte par un siège (15) qui coopère avec le clapet (7) correspondant cela la paroi radiale (48) de la valve (4) se prolongeant pour supporter un roulement (11) recevant l'arbre menant (1), le moyeu (51) se prolongeant par un tube (52) supportant un roulement (12) recevant l'arbre mene (2), les deux valves (4, 5) étant reliées par une tige de liaison (6). 4. Dispositif de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un amortisseur hydraulique (22) est dispose sur l'arbre menant (1) à l'intérieur du moyeu (51). 5. Dispositif de commande selon la revendication 2, Qaratérisé en ce que l'ensemble d'assistance axiale est disposé dans un corps avec sa paroi radiale (8) centrale, l'arbre mené (2) étant solidaire en rotation de 11 arbre menant (1) au moyen de cannelures (53), les deux valves (3/2) étant aménagées côte à côte à I'intérieur d'un moyeu (54) solidaire de l'arbre menant (1) avec une alimentation commune et au moins un trou (55) de communication dans la paroi radiale centrale (56) du moyeu, chacune des valves étant constituée par la paroi radiale centrale (56) et une paroi radiale (17) externe et par un clapet (7) coulissant dans ledit moyeu (54) et fermant la valve par l'intermédiaire d'un ressort t19) en venant s'appliquer sur un joint (14) de la paroi radiale (17) externe le le vérin (3) à double effet comportant deux pistons (5;) coulissant dans le corps et disposés de part et d'autre de la paroi radiale (8) du corps, l'un des pistons étant relié à l'arbre mené (2) et solidaire de l'autre piston au moyen d'un cylindre (58) qui coulisse dans la paroi radiale (8) du corps et sur le moyeu (54:: et qui cor ortie à chacune de ses extrémités un trou de passage (59), ledit piston étant muni d'un trou (60) de passage, chacun des pistons (57) ayant un siège (15) qui coopère avec le clapet (7) correspondant. 6. Dispositif de commande selon la revendication 5, caractérise en ce que le corps (40) est fermé par deux parois (61) dont chacune est munie d'un trou (62). 7. Dispositif de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que le corps (40) est fermé par deux soufflets (63) se montant respectivement sur l'arbre menant (1) et sur l'arbre mené (2). 8. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble d'assistance axiale est disposé dans un corps (40) ayant deux parois radiales (8), l'arbre mene (2) tant solidaire en rotation de l'arbre menant (1) qui entrent et sortent du même côté du corps fermé par une paroi radiale d'extrémité (64) munie d'un soufflet (65), l'autre côté du corps (40) étant constitué par un fond (66) ; les deux valves 3/2 (4, 5) étant aménagées à l'intérieur d'un moyeu (67). solidaire de l'arbre menant (1) avec une alimentation commune assurée par au moins un trou (9) dans la-périphérie du corps chacune des valves 3/2 étant constituée par une paroi radiale (68) interne percée d'un trou (23) et une paroi radiale (17) externe dudit moyeu (67) avec un clapet (7) coulissant dans ledit moyeu (67) et fernant la valve (4, 5) par l'intermédiaire d'un ressort (19) en venant s'appliquer sur un joint (14) de fla paroi radiale (17) externe ; le vérin à double effet (3) comportant deux pistons (69) coulissant dans le corps (40) et disposés à l'extérieur des parois radiales (8) du corps (40), le piston (69) situé du côté du fond (66) étant relié à l'arbre mené (2) et solidaire de l'autre piston (69) au moyen d'un cylindre (70) qui coulisse dan-s les deux parois radiales (8) du corps (40) et sur les parois radiales (68)- internes, ledit cylindre (70) ayant au mcins un trou de passage (18) d'alimentation des valves 3/2 dans la partie centrale, et un trou de communication (83) chaque extrémité, le'piston (69) situé côté du fond (66) et le fond (66) ayant chacun un trou de passage (26) et (27), chacun des pistons (69) ayant un siege (15) qui coopere avec le clapet (17) correspondant. 9. Dispositif de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble d'assistance axiale-est disposé dans un corps (40) ayant une paroi radiale (8) centrale, l'arbre mené (2) étant solidaire en rotation de l'arbre menant (1), qui entrent et sortent du même côté du corps fermé par une paroi -radiale (71) d'extrémité avec un trou de passage (27) et un moyeu (72) muni d'une chambre d'alimentation (73) des valves 3/2 (4, 5), l'autre côté du corps étant constitué par un fond (74) muni d'un trou de passage (27) ; les deux valves 3/2 étant aménagées côte & côte a l'intérieur d'un moyeu (75) solidaire de l'arbre menant (1) avec une alimentation commune par un canal annulaire (76) relié par un trou (18) la chantre d'alimentation (73) et par un canal radial (77) 0 chacune des valves (4, 5) ; chacune des valves étant constituée par une paroi radiale (78) centrale et une paroli radiale (17) externe, et par un clapet (7) coulissant dans ledit moyeu (75) et fermant la valve (4, 5) par l'intermédiaire d'un ressort (19) en venant s'appliquer sur un joint (14) de la paroi radiale (17) externe ; le vérin à double effet (3) comportant deux pistons (79) coulissant dans le corps (40) et disposés de chaque côté de la paroi radiale (8) centrale du corps (40), le piston (79) situé du côté du fond (74) étant relié a l'arbre mené (2) et solidaire de l'autre piston (79) au moyen d'un cylindre (8C) qui coulisse dans la paroi radiale (8) du corps et sur le moyeu (75) et qui comporte à chacune de ses extrémités un trou (81) de passage, ledit piston (79) étant solidaire de l'arbre mené (2) et étant muni d'un trou de passage 82 ; chacun des pistons (79) ayant un siège (15) qui coopère avec le clapet (7) correspondant.