Brevet FR2758869A1 — publié le 19980731

Dispositif de commande d'une boîte de vitesses mécanique pour véhicules automobiles. L'invention se rattache au secteur techniques des accessoires pour véhicules automobiles, notamment des boîtes de vitesses. D'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, la commande d'une boîte de vitesses mécanique, s'effectue au moyen d'un levier monté articulé dans un support fixé à l'intérieur de l'habitacle du véhicule, notamment au niveau du plancher, sans pour cela exclure d'autres endroits. L'extrémité inférieure du levier de commande est reliée, à l'opposé du pommeau, par un système mécanique du type barre ou câble à des éléments aptes à assurer la sélection et le passage des vitesses. Par exemple, dans le cas d'une commande à barre, l'extrémité de cette dernière, à l'opposée de sa partie d'accouplement avec le pied du levier de vitesses, est solidaire transversalement d'une bague ou manchon, dont l'alésage est destiné à coopérer avec une tête sphérique d'un élément de renvoi apte à assurer la sélection des vitesses et leur passage, par exemple au moyen de biellettes d'accouplement coopérant avec ledit élément de renvoi et une partie appropriée de la boîte de vitesses. Généralement, un déplacement transversal du levier de commande agit sur les organes de sélection, tandis qu'un déplacement longitudinal sur ledit levier, agit sur les organes de passage des vitesses. Pour cela, le levier est articulé dans un support par un système de rotule. I1 apparaît donc que la sélection et le passage des vitesses s'effectue au moyen d'organes mobiles qui sont assujettis à des moyens mécaniques de commande. Comme indiqué, la sélection des vitesses s'effectue par un déplacement transversal du levier, tandis que le passage de ces dernières s'effectue par un déplacement longitudinal dudit levier. La sélection et le passage des vitesses 1-2, 3-4 et 5 éventuellement 6, s'effectue selon des grilles en forme de double H . H . On rappelle à cet égard, d'une manière parfaitement connue, qu'à partir d'une position neutre du levier, ou point mort, le levier de vitesses est déplacé transversalement vers la gauche, pour sélectionner le couloir 1-2, la première étant obtenue en poussant le levier vers le haut, et la seconde en le tirant vers le bas. Le couloir des vitesses 3-4 est dans l'alignement du point mort, la troisième étant obtenue en poussant le levier vers le haut et la quatrième en le tirant vers le bas. Pour sélectionner le couloir 5, éventuellement 5-6, le levier est déplacé transversalement vers la droit, la 5t" étant obtenue en le poussant vers le haut, tandis que la 6eme peut être obtenue en le tirant vers le bas. La marche arrière est obtenue en déplaçant transversalement le levier et en le déportant par rapport au couloir 1-2 ou 5 éventuellement 6, soit en le poussant vers le haut, soit en le tirant vers le bas. Pour tenter de diminuer le débattement du levier, notamment pour assurer la sélection des vitesses, on a proposé d'assurer les déplacements de l'organe mobile de sélection, non plus par un système de transmission mécanique, mais par des moyens actionneurs du type électrique et/ou fluidique dont l'alimentation en énergie est pilotée par des moyens actionnés par des déplacements transversaux du levier. Cette solution technique ressort par exemple de l'enseignement de la demande de brevet EP 0658707. Si cette solution technique apporte certains avantages, par rapport à une commande de boîte de vitesses classiques, c'est-à-dire entièrement mécanique, il apparaît que le levier de commande de vitesse est déplacé dans les mêmes conditions que celles décrites précédemment pour sélectionner les couloirs 1-2, 3-4 et 5, éventuellement 5-6. Autrement dit, le levier de commande est toujours déplacé transversalement pour assurer la sélection des vitesses et longitudinalement, pour assurer le passage de ces dernières. Il y a donc toujours un certain encombrement nécessaire au débattement transversal du levier. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients, de manière simple, sûre, efficace et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention, est de pouvoir assurer la sélection et le passage des vitesses d'une boîte mécanique classique, non plus selon une grille dite en double H mais selon une grille linéaire, c'est-à-dire en supprimant tout débattement transversal du levier, correspondant à la sélection des vitesses. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dispositif de commande d'une boîte de vitesses mécanique pour véhicules automobiles au moyen d'un levier assujetti à des moyens pour le passage et la sélection des vitesses qui s'effectue au moyen d'actionneurs électriques et/ou fluidiques, qui comprend: - des organes capteurs de position montés en combinaison avec les moyens de passage des vitesses. - des organes capteurs de position montés en combinaison avec les moyens de sélection des vitesses et les actionneurs. - au moins un organe de commande monté sur une partie du levier et actionnable digitalement pour sélectionner la descente (ou la montée) des vitesses. - une unité centrale de traitement à laquelle sont asservis les différents organes capteurs et de commande et actionneurs, de sorte que le levier de commande est actionné selon un mouvement linéaire dans au moins un sens. Pour résoudre le problème posé d'assujettir le levier de commande correspondant à un déplacement linéaire aussi bien pour la sélection que pour le passage des vitesses, le dispositif comprend trois capteurs de position au niveau des moyens de passage et de sélection des vitesses correspondant à trois positions du levier, à savoir: - une position neutre correspondant au point mort de la boîte de vitesses. - une position avant correspondant au rapport des vitesses 1-3-5. - une position arrière correspondant au rapport des vitesses 2-4-6. Il apparaît donc que trois positions du levier de vitesses sont conservées. A partir de la position neutre, ou point mort, les rapports croissants des vitesses sont obtenus en déplaçant le levier alternativement vers l'avant puis vers l'arrière jusqu'au rapport le plus élevé de boîte. Pour résoudre le problème posé de pouvoir rétrograder, c'est-àdire de descendre les vitesses, L'organe de commande monté sur une partie du levier est relié à un élément inverseur pour commander en sens inverse, les actionneurs de sélection des vitesses. Avantageusement, L'organe de commande est un bouton poussoir monté au niveau du pommeau du levier de commande. Un autre problème que se propose de résoudre l'invention, est de pouvoir engager la marche arrière à partir de la position arrêtée. Pour résoudre un tel problème, le levier de vitesses est équipé d'un élément de commande assujetti à l'unité centrale de traitement et relié aux contacteurs de la marche arrière qui est enclenchée selon une position avant ou arrière dudit levier. Suivant d'autres caractéristiques, les organes capteurs de sélection sont montés au niveau des leviers de sélection que présente la boîte de vitesses et assujettis aux actionneurs. Les organes capteurs de passage sont montés au niveau de l'élément de renvoi actionné par une barre ou un câble relié au levier de vitesses. Un autre problème que se propose de résoudre l'invention, est de pouvoir sélectionner automatiquement, lorsque le véhicule est à l'arrêt, la première vitesse lorsque le levier est actionné en position avant ou la seconde vitesse, lorsque ledit levier est actionné en position amère. Pour résoudre un tel problème, ou des organes capteurs sont disposés au niveau notamment de la ou des roues du véhicules pour détecter l'arrêt de ce dernier, le ou lesdits capteurs étant assujettis à l'unité centrale de traitement pour positionner automatiquement le levier, en fonction de sa direction d'enclenchement, pour correspondre à la sélection du rapport 1 ou du rapport . Un autre problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir indiquer au conducteur le rapport de boîte qui est enclenché. Dans ce but, un organe afficheur est disposé dans le champ de vision du conducteur, ledit organe afficheur étant assujetti à l'unité centrale de traitement pour indiquer la position du rapport engagé. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de l'unique figure du dessin annexé, qui montre le synoptique du fonctionnement du dispositif selon l'invention. On rappelle, pour une meilleure compréhension de la suite de la description, que le dispositif de commande de la boîte de vitesses est du type mécanique (non représentée), comprend un levier de commande (1) convenablement articulé à une partie approprié de l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Ce levier (1) présente un pommeau (2) et, à son extrémité opposée, des agencements d'accouplement (3) avec une barre (4) ou autre moyen de transmission. L'extrémité de la barre (4), à l'opposé de son accouplement avec le levier (1), coopère avec un organe mobile (5) connu également sous le nom d'élément de renvoi, pour assurer le passage des vitesses. La fonction de la barre (4) est limitée au passage des vitesses. En effet, la sélection des vitesses ou plus exactement la commande de l'organe mobile ou levier de sélection (6) apte à assurer la sélection des vitesses, s'effectue au moyen d'organes actionneurs (7) du type électromécanique, hydraulique, pneumatique... La commande de l'organe mobile (6) de sélection des vitesses, au moyen des organes actionneurs (7) est décrit par exemple, dans la demande de brevet EP 0 658 707 qui constitue, pour un homme du métier, un exemple de réalisation qui ne doit cependant pas être considéré comme limitatif. Selon l'invention, des organes capteurs de position (8) sont montés en combinaison avec l'organe mobile (5) de passage des vitesses. De même, des organes capteurs de position (9) sont montés en combinaison avec l'organe mobile ou levier de sélection (6) des vitesses et les actionneurs (7). Les différents organes capteurs (8) et (9) sont reliés à une unité centrale de traitement (10) qui peut, par exemple, être constituée par un automate programmable en étant auto-alimenté et sauvegardé par la batterie du véhicule, par exemple. Cette unité centrale de traitement (10) est par ailleurs reliée aux organes actionneurs (7). Plus particulièrement, le dispositif comprend trois capteurs de position (8a) (8b) (8c) assujettis à l'élément de renvoi de passage (5) et trois capteurs de position (9a) (9b) (9c) assujettis au levier de sélection (6) afin de correspondre à trois positions du levier. Ces trois positions sont les suivantes: - une position neutre correspondant au point mort de la boîte de vitesses. - une position avant correspondant au rapport des vitesses 1-3-5 par exemple. - une position arrière correspondant au rapport des vitesses 2-4, éventuellement 6 par exemple. Comme il sera indiqué dans la suite de la description, la marche arrière peut être combinée avec la position avant du levier ou avec la position arrière de ce dernier. Suivant une autre caractéristique, un organe de commande (11) est monté sur une partie du levier (1) pour être actionnable digitalement. Par exemple, cet organe (11) est constitué par un bouton poussoir monté au niveau du pommeau (2) du levier (1), ce poussoir étant relié à un élément inverseur pour commander en sens inverse, les actionneurs (7) de sélection des vitesses, en étant asservi, bien évidemment, par l'unité centrale de traitement (10). Enfin, le levier (1) est équipé d'un élément de commande (12) constitué, par exemple, par une gâchette assujettie à l'unité centrale de traitement (10) et reliée au contacteur de la marche arrière qui peut être enclenché selon une position avant ou arrière dudit levier (1). Un déplacement linéaire du levier (1) agit sur la barre de commande (4) de passage de vitesses et est détecté par les capteurs (8), pour envoyer un signal électrique à l'unité centrale de traitement (10), afin d'asservir les actionneurs (7) qui vont commander le levier de sélection (6) dont le déplacement est détecté par les capteurs (9) assujettis à l'unité centrale de traitement (10). Autrement dit, le mouvement de déplacement linéaire du levier assure la fonction de passage des vitesses, d'une manière classique, tandis que la sélection en tant que telle est assurée par l'unité centrale de traitement, qui incrémente lorsque l'on souhaite monter les vitesses ou décrémente lorsque l'on souhaite les descendre. Les rapports croissants correspondant à la montée des vitesses, sont obtenus en déplaçant linéairement le levier, alternativement à partir de la position neutre vers l'arrière, puis vers l'avant, jusqu'au rapport le plus élevé de boîte. Les rapports décroissants correspondant à la descente des vitesses, sont obtenus en déplaçant le levier alternativement vers l'avant et vers l'arrière et en actionnant simultanément le poussoir (11) situé au niveau du pommeau (2). Etant donné selon une caractéristique à la base de l'invention, il n'y a plus de mouvement latéral du levier, les agencements d'accouplement (3) avec la barre (4) sont conformés pour permettre audit levier, un seul degré de liberté. Autrement dit, l'articulation à recul du levier, généralement utilisée selon l'état antérieur de la technique, est remplacée, par exemple, par une articulation à chape. Suivant une autre caractéristique, un ou des organes capteurs (13) sont disposés au niveau d'au moins un élément en mouvement du véhicule, par exemple les roues (R), afin de détecter l'arrêt de ce dernier. Le ou les capteurs (13) sont assujettis à l'unité centrale de traitement (10) pour positionner automatiquement le levier, en fonction de sa direction d'enclenchement, pour correspondre à la sélection du rapport 1 , dans le cas où le levier était actionné en position avant ou à la sélection du rapport 2 , dans le cas où le levier était enclenché en position arrière. Un organe afficheur est disposé dans le champ de vision du conducteur et est assujetti à l'unité centrale de traitement (10), pour indiquer la position des rapports 1-2-3-4-5 éventuellement 6 engagés. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle: - la suppression de mouvement latéral du levier pour la sélection des vitesses, - la facilité d'engagement des rapports par suppression des mouvements en X/Y du levier, - aucune modification de la cinématique de commande de la boîte de vitesses (levier extérieur de commande, doigt de commande, crabot, axe fourchette, fourchette...), - la conservation de la pédale d'embrayage, - la possibilité d'aménager différemment le poste de conduite, étant donné qu'il n'y a plus de débattement latéral du levier, - l'association possible du dispositif avec un système de réduction de course pour le passage des vitesses. REVENDICATIONS -1- Dispositif de commande d'une boîte de vitesses mécanique pour véhicules automobiles au moyen d'un levier (1) assujetti à des moyens (5-6) pour le passage et la sélection des vitesses qui s'effectue au moyen d'actionneurs (7) électrique et/ou fluidique, caractérisé en ce qu'il comprend: - des organes de position (8) montés en combinaison avec les moyens de passage des vitesses (5) . - des organes capteurs de position (9) montés en combinaison avec les moyens de sélection des vitesses (6) et les actionneurs (7). - au moins un organe de commande (11) monté sur une partie du levier (1) et actionnable digitalement pour sélectionner la descente (ou la montée) des vitesses. - une unité centrale de traitement (10) à laquelle sont asservis les différents organes capteurs et de commande et actionneurs, de sorte que le levier de commande (1) est actionné selon un mouvement linéaire dans au moins un sens. -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend trois capteurs de position au niveau du moyen de passage et de sélection des vitesses correspondant à trois positions du levier (1), à savoir: - une position neutre correspondant au point mort de la boîte de vitesses. - une position avant correspondant aux rapports des vitesses 1,-3-5. - une position arrière correspondant aux rapports des vitesses 2-4-6. -3- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de commande (11), monté sur une partie du levier, est relié à un élément inverseur pour commander en sens inverse, les actionneurs (7) de sélection des vitesses. -4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de commande (11) est un bouton poussoir monté au niveau du pommeau du levier de commande. -5- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le levier de vitesses (1) est équipé d'un élément de commande (12) assujetti à l'unité centrale de traitement (10) et relié au contacter de la marche arrière qui est enclenchée selon une position avant ou arrière dudit levier (1). -6- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes capteurs de sélection (9) sont montés au niveau d'un levier de sélection (6) que présente la boîte de vitesses et assujetti aux actionneurs (7). -7- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes capteurs de passage (8) sont montés au niveau d'un l'élément de renvoi (5) actionné par une barre (4) ou un câble relié au levier de vitesses (1). -8- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'accouplement du levier (1) au niveau de la barre (4) ou autre est du type unidirectionnel et s'effectue par exemple au moyen d'une chape. -9- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un ou des organes capteurs (13) sont disposés au niveau notamment de la ou des roues du véhicules pour détecter l'arrêt de ce dernier, le ou lesdits capteurs étant assujettis à l'unité centrale de traitement (10) pour positionner automatiquement le levier (1), en fonction de sa direction d'enclenchement, pour correspondre à la sélection du rapport 1 ou du rapport 2 . -10- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un organe afficheur est disposé dans le champ de vision du conducteur, ledit organe afficheur étant assujetti à l'unité centrale de traitement pour indiquer la position du rapport engagé.