Brevet FR2667671A1 — publié le 19920410

i La présente invention concerne un dispositif de commutation automatique d'une transmission à engrenages et plusieurs voies, comportant un arbre d'entrée et un arbre de sortie, qui peuvent être amenés en prise5 par l'intermédiaire d'au moins une d'au moins deux transmissions partielles, disposées parallèlement entre elles dans la ligne motrice par actionnement d'un embrayage de commutation en charge respectivement associé, ainsi que des trains d'engrenages associés aux transmis- sions partielles et comportant chacun un pignon fou pouvant être accouplé avec son arbre au moyen d'un accouplement de synchronisation enclenchable sélective- ment, dispositif o peut être établi un état de commuta- tion au démarrage dans lequel sont actionnés aussi bien l'accouplement de synchronisation du train d'engre- nages servant à enclencher la marche arrière qu'égale- ment l'accouplement de synchronisation du train d'engrena- ges servant à enclencher le rapport de marche avant le plus bas et qui est indépendant de l'accouplement de commutation en charge de la transmission partielle associée au train d'engrenages servant à enclencher le rapport de marche arrière. Dans un dispositif de commutation connu de ce type ( EP 83 747 A 2), dans une position de commutation au démarrage les embrayages de commutation en charge, disposés dans la ligne motrice entre l'arbre d'entrée et les transmissions partielles, sont débrayés alors que par contre aussi bien l'accouplement à engrenages prévu dans une des transmissions partielles et relié au pignon fou du train d'engrenages de la marche arrière que l'accouplement à engrenages relié au pignon fou du train d'engrenages du plus bas des rapports indépen- dants de l'embrayage de commutation en charge de cette transmission partielle sont activés Il doit ainsi être possible de produire une " brusque alternance" du véhicule qui est resté immobilisé par suite d'un patinage des roues motrices, c'est-à-dire une commutation rapide entre la marche avant et la marche arrière seule- ment par un enclenchement alterné des deux embrayages5 de commutation en charge, qui sont disposés dans la ligne motrice avant les transmissions partielles, ayant chacune un accouplement à engrenages enclenché. Dans le dispositif de commutation connu, l'état de commutation au démarrage avec les deux accouplements de synchronisation enclenchés est établi seulement en relation avec l'embrayage de commutation en charge embrayé pour la marche arrière et seulement en relation avec la position de marche arrière de la transmission d'une part, et seulement en relation avec la position de la transmission dans le premier rapport de mar- che avant d'autre part, ainsi que dans les deux cas seu- lement en relation avec une manoeuvre manuelle d'embra- yage des deux accouplements de synchronisation. Des dispositifs de commutation pour une transmis- sion à engrenages et plusieurs voies du type défini ci-dessus se composent, dans leur structure, respecti- vement d'un embrayage de commutation en charge, disposé dans la ligne motrice entre l'arbre d'entrée et une transmission partielle respective, et les transmissions partielles avec leurs accouplements à engrenages de préférence synchronisés Lorsque les embrayages de commutation en charge sont agencés comme des embrayages à disques opérant en voie humide, il se produit dans ceux-ci, sous l'effet du frottement du liquide entre les disques, selon les circonstances de grands moments de freinage Ce risque existe à un degré particulier lors de basses températures de l'environnement, lorsque le véhicule a été immobilisé pendant une assez longue période et lorsque la température de l'huile de transmis- sion est bien en dessous de la température normale de fonctionnement. Dans de tels dispositifs de commutation pour transmission à engrenages et plusieurs voies, il était classique jusqu'à maintenant que, lors d'une immobilisa- tion du véhicule et d'un arrêt du moteur, aussi bien tous les embrayages de commutation en charge que tous les accouplements à engrenages intervenant dans les transmissions partielles soient débrayés, c'est-àdire qu'ainsi aucun rapport ne soit engagé Après le démarra- ge du moteur d'entraînement, il fallait initialement sélectionner un rapport dans la transmission partielle correspondante par enclenchement de l'accouplement de synchronisation, opérant par friction dans le proces- sus d'embrayage et disposé en parallèle, dans la ligne motrice, à l'accouplement à engrenages opérant d'une manière classique par conjugaison de formes Du fait du travail de synchronisation, il se produisait alors un moment de synchronisation dans la transmission par- tielle mise en rotation par le moment de freinage exercé par l'embrayage de commutation en charge associé, de façon à ralentir les masses tournantes jusqu'à l'arrêt. Les moments de freinage produits par l'embrayage de commutation en charge agissent avec un effet opposé sur le processus de synchronisation Pour de grands moments de freinage, le cas échéant le moment de synchro- nisation disponible n'est pas suffisant pour une pré- sélection du rapport désiré par enclenchement de l'accou- plement à engrenages Un démarrage du véhicule n'est pas possible dans ces circonstances. Le problème qui est à la base de l'invention consiste dans l'essentiel, pour des véhicules comportant une transmission à engrenages et plusieurs voies, à garantir un démarrage sûr dans toutes les conditions d'entraînement. Le problème précité est résolu conformément à l'invention d'une manière avantageuse au moyen du dispositif de commutation défini ci-dessus qui est caractérisé en ce que l'état de commutation au démarrage avec actionnement des deux accouplements de synchronisa- tion peut aussi bien être établi automatiquement en fonction d'un sélecteur manoeuvrable manuellement que maintenu avec débrayage de tous les embrayages de commu- tation en charge, lorsque le sélecteur a été amené dans une position pour interruption de la ligne mo- trice entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie ou bien dans une position pour interruption de la ligne motrice entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie et pour un freinage d'arrêt de l'arbre de sortie. Avec le dispositif de commutation conforme à l'invention, à de basses vitesses de marche, il est possible, par une manoeuvre du sélecteur manuel d'une des positions de sélection de gamme pour la marche avant jusque dans la position N (neutre ou point mort), ou bien dans la position P (freinage d'arrêt ou "parking"), ou bien dans la position R (marche arrière), de présélectionner aussi bien le premier rapport que le second rapport ou également la marche arrière dans les deux transmissions partielles correspondantes, ces deux rapports restant maintenus lors de l'immobilisation du véhicule et lors de l'arrêt du moteur d'entraînement La position neutre, c'est-3-dire la séparation de la ligne d'entraînement entre le moteur et l'arbre de sortie de la transmission à engrenages est assurée par l'ouverture de tous les embrayages de commutation en charge Pour un démarrage dans le rapport de marche arrière ou dans le plus bas des rapports indépendants de l'embrayage de commutation en charge de la transmission partielle correspondant à la marche arrière, l'embrayage de commutation en charge de la transmission partielle correspondant est embrayé. En fonction des démultiplications prévues dans les transmissions partielles, soit le premier rapport, soit le second rapport peuvent être prévus dans une transmission partielle ne comportant pas le train d'engre- nages de la marche arrière et ainsi le train d'engrenages correspondant peut, en même temps que le train d'engrena- ges de la marche arrière, être présélectionné pour l'enclenchement dans l'état de commutation au démarrage de façon à agir dans la liaison d'entraînement entre l'embrayage de commutation en charge associé et l'arbre de sortie. Dans le dispositif de commutation conforme à l'invention, la commande de transmission opère de telle sorte que les accouplements à engrenages correspondant aux deux rapports présélectionnés restent embrayés après l'arrêt du moteur d'entraînement et ne soient pas débrayés mécaniquement. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 représente un schéma d'une transmission à engrenages et deux voies, o le dispositif de commuta- tion conforme à l'invention est utilisé, la Figure 2 représente un tableau de commutation des moyens de commutation agissant dans les différents rapports dans la transmission à engrenages de la figure 1, et la Figure 3 est une représentation sous forme de tableau de l'état de commutation au démarrage établi à l'aide des moyens de commutation agissant dans les différentes plages de sélection du dispositif de commutation automati- que de la transmission à engrenages de la figure 1. En référence à la Figure 1, un arbre d'entrée 4 et un arbre de sortie 5 coaxial sont reliés entre eux par deux transmissions partielles 6 et 7, disposées mutuellement parallèlement dans la ligne motrice et qui comportent en particulier un arbre intermédiaire 24 commun, qui est disposé en parallèle aux deux premiers arbres 4 et 5 La transmission partielle 6 comporte un arbre principal 22 coaxial à l'arbre d'entrée 4 et qui est relié rigidement à un pignon d'arbre principal commun 27 faisant partie de deux trains d'engrenages avant 8 et 9 En outre, l'arbre principal 22 est relié à l'arbre d'entrée 4 par un embrayage de commutation en charge 25 Le train d'engrenages 8 comporte un pignon intermédiaire 13 monté à rotation sur un axe fixe ainsi qu'un pignon fou 14 monté à rotation sur l'arbre intermé- diaire 24 Le pignon intermédiaire 13 est en prise aussi bien avec le pignon d'arbre principal 27 qu'avec le pignon fou 14, ce dernier pouvant être accouplé à l'arbre intermédiaire 24 par un accouplement à double engrenage 19 classique. Le train d'engrenages 9 comporte un pignon fou , également en prise avec le pignon 27 d'arbre princi- pal et qui peut être accouplé également à l'arbre inter- médiaire 24 par l'accouplement à double engrenage 19 mais cependant facultativement par rapport au pignon 14 En dehors des deux trains d'engrenages 8 et 9, la transmission partielle 6 comporte encore un troisième train d'engrenages 10, qui opère avec un pignon intermé- diaire 28, monté à rotation sur l'arbre intermédiaire 24, relié au pignon fou 15 et qui est en prise avec un pignon fou 16, monté à rotation sur l'arbre de sortie et qui peut de son côté être accouplé, au moyen d'un accouplement à double engrenage 20 de type classique, à l'arbre de sortie 5, cet accouplement à double engrena- ge étant encore utilisé pour un accouplement facultatif du pignon d'arbre principal 27 avec l'arbre de sortie 5. L'autre transmission partielle 7 comporte un arbre creux 23, concentrique à l'arbre principal 22 et qui est relié d'un côté par un embrayage de commu- tation en charge 26 avec l'arbre d'entrée 4 tandis que de l'autre côté il est relié rigidement à un pignon d'arbre principal 31, qui est constamment en prise avec un pignon intermédiaire fixé sur l'arbre intermédiai- re 24 en constituant ainsi avec ce dernier un train constant La transmission partielle 7 opère avec deux trains d'engrenages 11 et 12, qui comportent chacun un pignon intermédiaire 29, 30 fixé sur l'arbre inter- médiaire 24 et qui est en prise avec un pignon fou correspondant 17 ou 18 prévu sur l'arbre de sortie Les pignons fous 17 et 18 peuvent être accouplés facultativement avec l'arbre de sortie 5 par l'intermé- diaire d'un accouplement à double engrenage 21. En référence à la Figure 2, dans la transmis- sion à engrenages de la Figure 1, cinq rapports de marche avant I à V ainsi qu'un rapport de marche arrière R sont établis de la façon suivante: Par embrayage de l'embrayage de commutation en charge 25, les rapports II, IV et R sont établis dans la transmission partielle 6 ainsi entraînée, l'ac- couplement à double engrenage 20 accouplant dans le rapport* II le pignon fou 16 du train d'engrenages 10 avec l'arbre de sortie 5 et, dans le rapport IV, le pignon d'arbre principal 27 avec l'arbre de sortie tandis que, dans le rapport R, le pignon fou 14 du train d'engrenages 8 est relié par l'accouplement à double engrenage 19 avec l'arbre intermédiaire 24 et le pignon fou 18 du train d'engrenages 12 est relié par l'accouplement à double engrenage 21 avec l'arbre de sortie 5. Par embrayage de l'embrayage de commutation en charge 26, les rapports I, III et V sont établis dans la transmission partielle 7 ainsi entraînée et à cet égard, en ce qui concerne le rapport-V, le train d'engrenages 9 de l'autre transmission partielle 6 est entraîné en même temps L'accouplement à double engrenage 21 relie, dans le rapport I, le pignon fou5 18 du train d'engrenages 12, et dans le rapport - III le pignon fou 17 du train d'engrenages 11, respective- ment avec l'arbre de sortie 5 tandis que, dans le rapport V, le pignon d'arbre principal 27 du train d'engrenages 9, entraîné dans ce cas par l'intermédiaire du train constant 31/32, est accouplé avec l'arbre de sortie par l'intermédiaire de l'accouplement à double engrenage 20. L'état de commutation au démarrage conforme à l'invention est mis en évidence d'après la Figure 3 Dans l'état d'immobilisation du véhicule ou bien à une très basse vitesse de marche, lorsque le levier sélecteur se trouve respectivement dans les positions P pour le freinage d'arrêt, par conjugaison de formes, de l'arbre de sortie 5 lorsque la ligne de forces dans la transmission à engrenages est interrompue, R pour la commutation du rapport R et N pour l'interruption de la ligne motrice entre les arbres d'entrée et de sortie 4, 5, à chaque fois aussi bien le pignon fou 14 du train d'engrenages 8, servant à l'établisse- ment du rapport-R dans la transmission partielle 6 par enclenchement de l'accouplement à double engrenage 19, qu'également le pignon fou 18 du train d'engrenages 12 pour l'établissement du rapport I dans la transmission partielle 7 par enclenchement de l'accouplement à double engrenage 21, sont reliés avec leur arbre respectif 24 ou 5 Dans ce cas, le train d'engrenages 12 est utilisé essentiellement non seulement pour l'établisse- ment du plus bas des rapports indépendants de l'embraya- ge de commutation en charge 25 de l'autre transmission partielle 6 mais également du rapport le plus bas I, de sorte que ce rapport I sert également de rapport de démarrage dans l'état de commutation au démarrage précité. Dans les autres positions de sélection (c'est-a-dire conduite ou "drive") D-4-3-2-1 du dispositif de commutation automatique c'est-à-dire dans les positions correspondant à la marche avant du véhicule -, l'accouplement à double engrenage 19 est débrayé dans sa position centrale neutre o les deux pignons fous 14 et 15 sont désaccouplés Par contre, l'accouplement à double engrenage 20 est enclenché par présélection dans sa position d'accouplement du pignon fou du train d'engrenages 10 servant à l'établis- sement du rapport II avec l'arbre de sortie 5, et alors dans ce cas le rapport II est le plus bas des rapports de marche avant II et IV indépendants de l'embrayage de commutation en charge 26 de l'autre transmission partielle 7. Il est encore essentiel pour l'état de commuta- tion au démarrage conforme à la Figure 3 que, dans les positions de sélection N et P, les deux embrayages de commutation en charge soient débrayés tandis que, lors de l'établissement de la position de sélection R, évidemment l'embrayage de commutation en charge , mettant en prise la transmission partielle 6, compor- tant le train d'engrenages 8 servant à l'établissement du rapport-R, avec l'arbre d'entrée 4, est -lui-même em brayé. En outre il est tout à fait important que, lors d'un démarrage dans la direction de marche avant - c'est-à-dire lorsque le levier sélecteur a été amené dans l'état de démarrage dans une des positions de sélection D-4-3-2-1 associées à la marche avant il se produise obligatoirement sous l'effet de cet actionne- ment une activation de l'embrayage de commutation en charge 26 qui est disposé entre l'arbre d'entrée 4 et la transmission partielle correspondante 7, qui comporte le pignon fou 18, accouplé dans la condition de démarrage avec son arbre ( arbre de sortie 5), du train d'engrenages 12 du plus bas (I) des rapports5 ( 1, III et Y) indépendants de l'embrayage de commutation en charge 25 de la transmission partielle 6 comportant le train d'engrenages 8 correspondant au rapport-R Cette commande d'accouplement au démarrage est également correctement mise en évidence d'après le Tableau de la Figure 3. il REVENDICATIONS 1 Dispositif de commutation automatique d'une transmission à engrenages et plusieurs voies, comportant un arbre d'entrée et un arbre de sortie, qui peuvent5 être amenés en prise par l'intermédiaire d'au moins une d'au moins deux transmissions partielles, disposées parallèlement entre elles dans la ligne motrice, par actionnement d'un embrayage de commutation en charge respectivement associé, ainsi que des trains d'engrenages10 associés aux transmissions partielles et comportant chacun un pignon fou pouvant être accouplé avec son arbre au moyen d'un accouplement de synchronisation enclenchable sélectivement, dispositif o peut être établi un état de commutation au démarrage dans lequel sont actionnés aussi bien l'accouplement de synchronisa- tion du train d'engrenages servant à enclencher la marche arrière qu'également l'accouplement de synchroni- sation du train d'engrenages servant à enclencher le rapport de marche avant le plus bas et qui est indépen- dant de l'accouplement de commutation en charge de la transmission partielle associée au train d'engrenages servant à enclencher le rapport de marche arrière, dispositif caractérisé en ce que l'état de commutation au démarrage avec actionnement des deux accouplements de synchronisation ( 1914 et 2118) peut aussi bien être établi automatiquement en fonction d'un sélecteur manoeu- vrable manuellement que maintenu avec débrayage de tous les embrayages de commutation en charge ( 25 et 26), lorsque le sélecteur a été amené dans une position (N) pour interruption de la ligne motrice entre l'arbre d'entrée ( 4) et l'arbre de sortie ( 5) ou bien dans une position (P) pour interruption de la ligne motrice entre l'arbre d'entrée ( 4) et l'arbre de sortie ( 5) et pour un freinage d'arrêt de l'arbre de sortie ( 5). 2 Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'état de commutation au démar- rage est supprimé au-dessus d'une valeur déterminée, relativement basse, de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie ( 5).5 3 Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'état de commutation au démar- rage reste maintenu lorsque le moteur d'entraînement est arrêté. 4 Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'état de commutation au démar- rage reste maintenu lorsque l'arbre de sortie ( 5) ne tourne pas.