Brevet FR2677098A1 — publié le 19921204

Dispositif de changement de vitesse automatique d'une boîte de vitesses à engrenages à plusieurs rapports La présente invention concerne un dispositif de changement de vitesse automatique d'une boîte de vitesses à engrenages à plusieurs rapports, dans lequel on associe, à des organes de commande de chan- gement de vitesse utilisés pour le passage de rapports respectifs, un distributeur à plusieurs voies qui peut être amené, par un organe de commande de distribution travaillant en fonction d'une unité de commande électronique, dans plusieurs positions de distribution qui sont respectivement associées à un rapport et dans lesquelles est pro- duit un actionnement de commutation du seul organe de commande de changement de vitesse associé au rapport respectif, tandis que les autres organes de commande de changement de vitesse sont laissés dans une position de repos. Dans un dispositif de changement de vitesse connu de ce type (demande de brevet allemand n' 27 44 286), la plage de rapports ma- nuellement sélectionnée est évaluée dans l'unité électronique de com- mande, qui interdit ainsi d'elle-même le passage des rapports exclus par la plage sélectionnée. Dans le dispositif connu, un tiroir rotatif du distributeur à plu- sieurs voies est actionné dans ses positions correspondant aux rap- ports par un moteur pas à pas commandé par l'unité de commande électronique, la plage de marche sélectionnée par le conducteur étant introduite dans l'unité de commande, de sorte qu'un asservissement du moteur pas à pas dans les positions correspondant aux rapports exclus de la plage de marche sélectionnée est interdit à l'intérieur de l'électronique de commande En cas de défaillance de l'électronique de commande, par exemple lors d'un parcours en pente, pendant lequel la plage de marche sélectionnée est limitée aux deux rapports avant infé- rieurs afin de se servir de l'effet de frein-moteur tandis que les autres rapports sont électroniquement interdits, la transmission pour- rait se placer dans un état de marche incontrôlé en cas d'absence de la fonction électronique d'interdiction. On connaît par la demande de brevet allemand ne 21 26 910 un dispositif hydraulique de commande de changement de vitesse, diffé- rent du type mentionné en introduction, pour un véhicule pourvu d'une boîte de vitesses à engrenages à plusieurs rapports, ce disposi- tif comprenant, dans le circuit hydraulique d'un générateur de fluide sous pression, des embrayages à disques à enclenchement hydraulique pour la sélection du sens de marche et des rapports Ce dispo- sitif présente un distributeur hydraulique à plusieurs voies à action- nement manuel, dont le corps présente un tiroir rotatif guidé en étan- chéité dans le corps et un tiroir longitudinal guidé en direction lon- gitudinale et coaxialement dans le tiroir rotatif, ces tiroirs pouvant, par un levier à main commun, être déplacés de telle sorte que, par l'intermédiaire des orifices de distribution du corps, le tiroir rotatif puisse chaque fois relier au générateur de fluide sous pression deux embrayages à disques pour un rapport, et le tiroir longitudinal l'embrayage à disques respectif pour le sens de marche Dans ce dispositif de commande de changement de vitesse, le tiroir longitudinal peut, au moyen d'un dispositif de crantage à ressort, être fixé par rapport au tiroir rotatif dans une position neutre ainsi que dans des positions respectives pour la marche avant et la marche arrière. On connaît par la demande de brevet allemand n'11 78 718 un dispositif de commande, différent du type mentionné en introduction, pour l'actionnement hydraulique de plusieurs embrayages de change- ment de vitesse pour des boîtes de vitesses de véhicules automobiles au moyen d'un piston de commande de changement de vitesse, à dépla- cement hydraulique, qui agit sur l'alimentation en fluide sous pression des embrayages et dont la force de déplacement est commandée par un tiroir de commande à actionnement mécanique, disposé à l'intérieur du piston Dans ce dispositif connu, le tiroir de commande est guidé, in- dépendamment du piston, dans deux moyeux de commutation solidaires du corps qui sont disposés à l'intérieur du piston On doit ainsi empê- cher, en présence d'impuretés et par suite de serrages au niveau des arêtes de commande, l'entraînement conjoint du tiroir de commande par le piston et par suite le passage automatique d'un rapport non souhaité. La présente invention a essentiellement pour but, dans un dispo- sitif de changement de vitesse automatique d'une boîte de vitesses à engrenages à plusieurs rapports dans lequel le passage des rapports est déclenché par une unité de commande électronique, de pouvoir in- terdire des rapports par l'intermédiaire d'un sélecteur à actionnement manuel, en réalisant, afin d'obtenir une sécurité en cas de défaillance de l'électronique de commande, une liaison mécanique entre le sélecteur et le système de commande hydraulique des organes de commande de changement de vitesse, qui utilisent la force hydraulique d'un fluide sous pression. En partant d'un dispositif de changement de vitesse du type mentionné en introduction, l'invention atteint ce but d'une manière avantageuse par le fait qu'une contre-butée est liée en déplacement à un organe de distribution du distributeur à plusieurs voies qui prend, dans chaque rapport, une position de distribution associée par rapport à un corps de distributeur, et que la position par rapport au corps de distributeur d'une butée, guidée en déplacement par rapport au corps de distributeur le long de la trajectoire de la contre- butée, peut iâtre fixée, d'une manière correspondante aux posi- tions de dsitribution à interdire, par un organe de commande de sélection à actionnement manuel. Dans le dispositif de changement de vitesse selon l'invention, les moyens de butée, pouvant être actionnés à partir du sélecteur à main, coopèrent avec les moyens de contre-butée, liés en déplacement à l'organe de distribution mobile du distributeur à plusieurs voies, de telle sorte que le jeu de déplacement relatif entre ces moyens corres- pondeà la plage de rapports sélectionnée. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, les moyens de butée reliés au sélecteur à main peuvent être constitués par une coulisse, qui coopère avec un coulisseau relié, comme contre- butée, à l'organe de distribution mobile. Les moyens de butée peuvent être réalisés de manière à empêcher mé- caniquement que le distributeur à plusieurs voies puisse être amené dans la position de distribution pour le passage du rapport arrière, si le sélecteur a autorisé uniquement la plage de rapports avant. L'engagement mécanique des moyens de butée présents sur le distributeur à plusieurs voies et pouvant être actionnés par le sélec- teur à main, a priorité sur l'actionnement par l'organe de commande de distribution travaillant en fonction de l'unité de commande électro- nique Lorsque le distributeur à plusieurs voies est amené dans une autre position par les moyens de butée, l'organe de commande de dis- tribution est conjointement actionné d'une manière correspondante et forcée, du fait de l'application mutuelle des moyens de butée et de contre-butée. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, une chaîne cinématique, partant de l'organe de commande de sélection, mène à un disque entraîneur qui est monté rotatif sur le corps de distribu- teur et auquel la butée est liée en déplacement Selon une forme de réalisation, le disque entraîneur présente une couronne dentée, qui engrène avec une crémaillère constituant un maillon de la chaîne ciné- matique Selon une variante, un levier de commande est lié en déplace- ment au disque entraîneur. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, le disque entraîneur est traversé en mobilité de rotation par un arbre de distri- bution, qui est lié en déplacement à un tiroir rotatif du distributeur à plusieurs voies Selon une forme de réalisation possible, le disque en- traîneur est lié en rotation, par une nervure d'entraînement en forme de U, à un arbre de commande disposé coaxialement et à distance axiale du distributeur à plusieurs voies Selon une caractéristique supplémentaire, un moteur pas à pas, qui entraîne l'arbre de distribu- tion et est chevauché à distance par la nervure d'entraînement, est alors disposé entre l'arbre de distribution et l'arbre de commande Se- lon une caractéristique supplémentaire, un tiroir rotatif du distribu- teur à plusieurs voies, le disque entraîneur, le moteur pas à pas et l'arbre de commande sont alors reçus en une rangée dans un corps, dont l'arbre de commande traverse une paroi terminale. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, une transmission intermédiaire est disposée spatialement entre le disque entraîneur et le moteur pas à pas Enfin, selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, le distributeur à plusieurs voies est utilisé pour commander des distributeurs de commutation qui établissent et suppriment la pression de travail des organes de commande de changement de vitesse. L'exposé qui suit décrit en détail l'invention d'après trois formes de réalisation représentées schématiquement sur les dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est un schéma-blocs d'un dispositif de changement de vitesse automatique selon l'invention pour une boîte de vitesses à en- grenages à 5 rapports, avec des engrenages pouvant être déconnectés de leur arbre, la figure 2 est une vue, en coupe axiale contenant l'axe du dis- tributeur, d'une première forme de réalisation 13 du distributeur de commande à plusieurs voies du dispositif de la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe transversale, selon la ligne III- III, du distributeur de commande 13 de la figure 2, la figure 4 est une vue en coupe transversale, selon la ligne IV- IV de la figure 2, du distributeur de commande 13 de la figure 2, la figure 5 est une vue, en coupe axiale contenant l'axe du dis- tributeur, d'une deuxième forme de réalisation 14 du distributeur de commande à plusieurs voies du dispositif de la figure 1, la figure 6 est une vue en coupe transversale, selon la ligne VI- VI, du distributeur de commande 14 de la figure 5, la figure 7 est une vue de côté, dans le sens de la flèche VII de la figure 6, du distributeur de commande 14 de la figure 5, et la figure 8 est une vue, en coupe axiale contenant l'axe du dis- tributeur, d'une troisième forme de réalisation 15 du distributeur de commande à plusieurs voies du dispositif de la figure 1. Selon la figure 1, le dispositif de changement de vitesse travaille avec trois organes de commande de changement de vitesse 9 à 11 se présentant chacun sous la forme d'un cylindre à trois positions pourvu d'un piston axial 40 à double effet, qui peut être placé au choix dans une position de repos médiane par des moyens de ressort et, par l'intermédiaire d'une conduite de pression de travail respective 41 ou 42, dans une position pour un rapport inférieur ou dans une position pour un rapport supérieur voisin Les rapports 1 et 2 sont ainsi pas- sés par l'organe 9, les rapports 3 et 4 par l'organe 10, et le 5 ème rapport et la marche arrière par l'organe 11. Les organes de commande de changement de vitesse 9 à 11, qui actionnent chacun, de la manière habituelle, un accouplement d'engrenages accouplant à son arbre la roue libre de l'étage d'engrenages du rapport correspondant, sont reliés par leurs conduites de pression de travail 41 et 42 à des distributeurs de com- mutation respectifs 4/3 voies 37 à 39, qui peuvent être chacun action- nés dans leur position de repos médiane par des moyens de ressort et qui sont respectivement reliés à un distributeur de commande à plu- sieurs voies 12 par une conduite de pression de commande 43 pour dé- clencher le passage dans le rapport inférieur et par une conduite de pression de commande 44 pour déclencher le passage dans le rapport supérieur. Le distributeur de commande à plusieurs voies 12 présente six positions de distribution, respectivement associées à un des rapports 1 à 5 et à la marche arrière, dans lesquelles il peut être placé par un moteur pas à pas 17 travaillant en fonction d'une unité de commande électronique 16. Dans chacune des six positions de distribution, la conduite de pression de commande 43 ou 44 associée au rapport correspondant est reliée à une conduite de pression secondaire 47 dérivée d'une conduite de pression principale 45 en passant par un étranglement 46, tandis que toutes les autres conduites de pression de commande sont reliées à un réservoir de stockage 48 La figure 1 représente la situation de distribution pour le premier rapport, la conduite de pression de com- mande 43 du distributeur de commutation 37 étant reliée par le distri- buteur de commande à plusieurs voies 12 à la conduite de pression se- condaire 47 et toutes les autres conduites de pression de commande 43 et 44 étant reliées au réservoir de stockage 48 Le distributeur de commutation 37 relie ainsi la conduite de pression de travail 41 du 1 er rapport à la conduite de pression principale 45 et la conduite de pres- sion de travail 42 du 2 ème rapport au réservoir de stockage 48. Les autres rapports sont passés d'une manière correspondante au moyen du distributeur de commande à plusieurs voies 12. Les trois formes de réalisation 13 à 15 des figures 2 à 8 ont en commun que le distributeur de commande à plusieurs voies est du type à tiroir rotatif et présente un plan de corps de distributeur 49-49 respectif pour chacun des six rapports de transmission, tous les plans 49-49 étant parallèles entre eux et perpendiculaires à l'axe 50-50 du distributeur. Sur les figures 2, 5 et 8, le tiroir rotatif respectif 30 des trois formes de réalisation est représenté dans la position angulaire de Iro- tation pour le 5 ème rapport A ce 5 ème rapport est associé le plan de corps de distributeur 49-49 qui se trouve, d'après le schéma-blocs de la figure 1, en quatrième position en partant du moteur pas à pas 17, plan dans lequel se trouvent un perçage de commande 23 du tiroir rotatif 30, une entrée de distribution 53 reliée à la conduite de pres- sion secondaire 47, une sortie de distribution 54 reliée à la conduite de pression de commande 43 du distributeur de commutation 39 et une sortie de distribution reliée au réservoir de stockage mais non repré- sentée C'est seulement dans cette position angulaire de rotation que le perçage de commande 23 est aligné avec les orifices de distribution 53 et 54 et est isolé de la sortie de distribution reliée au réservoir de stockage 48; dans les autres positions angulaires de rotation du tiroir rotatif 30, le perçage de commande 23 relie la sortie de distribution 54 à la sortie de distribution reliée au réservoir de stockage 48. Un agencement correspondant est prévu pour chacun des cinq autres plans de corps de distributeur 49-49, avec un perçage de com- mande dans le tiroir rotatif 30, avec une entrée de distribution reliée à la conduite de pression secondaire 47, avec une sortie de distribu- tion reliée à la conduite de pression de commande 43 ou 44 du rapport correspondant et avec une sortie de distribution reliée au réservoir de stockage 48. Pour chacune des trois formes de réalisation 13 à 15, on utilise en outre un corps de distributeur 24 ou 25 ou 26 et, rotatifs dans ce corps, le tiroir rotatif 30 et un disque entraîneur 27 ou 28 ou 29. Les disques entraîneurs sont chacun dotés d'une coulisse 18 et les tiroirs rotatifs 30 d'un coulisseau 22 s'engageant dans cette cou- lisse, afin de pouvoir interdire des positions de distribution du tiroir rotatif 30 et par suite les rapports associés de la manière habituelle, au moyen d'un sélecteur à main 51. Le tiroir rotatif 30 et le corps de distributeur respectif 24 ou 25 ou 26 sont munis d'une manière correspondante, respectivement d'un coulisseau 55 et d'une coulisse correspondante 56, afin de limiter la plage de rotation du tiroir rotatif 30 aux positions correspondant aux rapports pouvant être engagés. Enfin, dans chacune des trois exécutions 13 à 15, il est prévu de disposer, en une rangée et alignés avec l'axe de rotation 50-50 du ti- roir rotatif 30: le tiroir rotatif 30, un arbre de distribution 32 assemblé rigidement au tiroir rotatif 30, une transmission intermédiaire 36 entraînant l'arbre de distribution 32 et un moteur pas à pas 17. Les trois formes de réalisation 13 à 15 se différencient comme suit. Dans la forme de réalisation 13 des figures 2 à 4, le disque en- traîneur 27, qui est disposé sur le côté du tiroir rotatif 30 tourné vers le moteur pas à pas 17 et porte, liée en rotation, une couronne dentée 31 centrée sur l'axe de distributeur 50-50, est traversé en mo- bilité de rotation par l'arbre de distribution 32 La couronne dentée 31 engrène avec une crémaillère 19 qui, comme maillon d'une chaîne ciné- matique 52, est reliée au sélecteur à main 51. Dans la forme de réalisation 14 des figures 5 à 7, le disque en- traîneur 28 est disposé sur le côté du tiroir rotatif 30 opposé au mo- teur pas à pas 17, en étant centré en mobilité de rotation sur un pivot 57 du tiroir 30, et il est relié rigidement à un levier de commande 20, comme maillon de la chaîne cinématique 52 menant au sélecteur à main 51. Dans la forme de réalisation 15 de la figure 8, on a disposé dans un corps commun 26 le tiroir rotatif 30 avec son arbre de distribution 32, le disque entraîneur 29 traversé en mobilité de rotation par l'arbre de distribution 32, une nervure d'entraînement 34 en forme de U liée en déplacement par une de ses branches au disque entraîneur 29, la transmission intermédiaire 36, le moteur pas à pas 17 que chevauche la nervure d'entraînement 34, et un arbre de commande 33, lié en dépla- cement à l'autre branche de la nervure d'entraînement 34 L'arbre de commande 33, qui traverse en mobilité de rotation une paroi terminale du corps 26, est relié par son extrémité extérieure, en étant au moins lié en rotation, à un levier de commande 21 comme maillon de la chaîne cinématique 52 menant au sélecteur à main 51. Dans chacune des trois formes de réalisation 13 à 15, on peut ainsi entreprendre de la même manière, au moyen du sélecteur à main 51, une modification de la position angulaire de rotation de la coulisse 18 par rapport à la coulisse 56, de sorte que la plage de recouvrement effective des coulisses 18 et 56, en cas de disposition alignée des cou- lisseaux 22 et 55 (ou bien, en cas de disposition non alignée, une plage de recouvrement fictive tenant compte du décalage d'angle de rotation entre les coulisseaux 22 et 55), détermine quels sont les rapports qui sont interdits. REVENDICATIONS 1 Dispositif de changement de vitesse automatique d'une boîte de vitesses à engrenages à plusieurs rapports, dans lequel on associe, à des organes de commande de changement de vitesse utilisés pour le passage de rapports respectifs, un distributeur à plusieurs voies qui peut être amené, par un organe de commande de distribution tra- vaillant en fonction d'une unité de commande électronique, dans plu- sieurs positions de distribution qui sont respectivement associées à un rapport et dans lesquelles est produit un actionnement de commutation du seul organe de commande de changement de vitesse associé au rap- port respectif, tandis que les autres organes de commande de change- ment de vitesse sont laissés dans une position de repos, caractérisé en ce qu'une contre-butée (coulisseau 22) est liée en dé- placement à un organe de distribution (tiroir rotatif 30) du distribu- teur à plusieurs voies ( 12 à 15) qui prend, dans chaque rapport, une position de distribution associée par rapport à un corps de distribu- teur ( 24 ou 25 ou 26), et en ce que la position par rapport au corps de distributeur ( 24 ou 25 ou 26) d'une butée (coulisse 18), guidée en déplacement par rapport au corps de distributeur ( 24 ou 25 ou 26) le long de la trajectoire de la contre-butée (coulisseau 22), peut être fixée, d'une manière correspondante aux positions de distribution à interdire, par un organe de commande de sélection à actionnement manuel (sélecteur à main 51). 2 Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme butée une coulisse ( 18) et comme contre-butée un coulisseau correspondant ( 22). 3 Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une chaîne cinématique ( 52), partant de l'organe de commande de sélection (sélecteur à main 51), mène à un disque entraîneur ( 27 ou 28 ou 29) qui est monté rotatif sur le corps de distributeur ( 24 ou 25 ou 26) et auquel la butée (coulisse 18) est liée en déplacement. 4 Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 3, caractérisé en ce que le disque entraîneur ( 27) présente une couronne dentée ( 31), qui engrène avec une crémaillère ( 19) constituant un maillon de la chaîne cinématique ( 52). Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un levier de commande ( 20 ou 21) est lié en dé- placement au disque entraîneur ( 28 ou 29). 6 Dispositif de changement de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le disque entraîneur ( 27 ou 29) est traversé en mobilité de rotation par un arbre de distribution ( 32), qui est lié en déplacement à un tiroir rotatif ( 30) du distributeur à plusieurs voies ( 12 ou 13 ou 15). 7 Dispositif de changement de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le disque entraîneur ( 29) est lié en rotation, par une nervure d'entraînement ( 34) en forme de U, à un arbre de commande ( 33) disposé coaxialement et à distance axiale du distributeur à plusieurs voies ( 15). 8 Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un moteur pas à pas ( 17), qui entraîne l'arbre de distribution ( 32) et est chevauché à distance par la nervure d'entraînement ( 34), est disposé entre l'arbre de distribution ( 32) et l'arbre de commande ( 33). 9 Dispositif de changement de vitesse selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un tiroir rotatif ( 30) du distributeur à plusieurs voies ( 15), le disque entraîneur ( 29), le moteur pas à pas ( 17) et l'arbre de commande ( 33) sont reçus en une rangée dans un corps ( 26), dont l'arbre de commande ( 33) traverse une paroi terminale ( 35). Dispositif de changement de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'une transmission inter- médiaire ( 36) est disposée spatialement entre le disque entraîneur ( 29) et le moteur pas à pas ( 17). 11 Dispositif de changement de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le distributeur à plu- sieurs voies ( 12 à 15) est utilisé pour commander des distributeurs de commutation ( 37 à 39) qui établissent et suppriment la pression de tra- vail des organes de commande de changement de vitesse ( 9 à 11).