Brevet FR2803007A1 — publié le 20010629

L'invention concerne un véhicule à moteur comportant un moteur d'entraînement et une boîte de vitesses comprenant un dispositif pour changer le rapport, un dispositif de commande, un dispositif de changement de vitesse et un frein de véhicule, dans le cas duquel la boîte de vitesses présente au moins, pour changer le rapport, un mode d'utilisation dans lequel un changement du rapport peut être automatiquement provoqué par le dispositif de commande. Le dispositif de changement de vitesse dispose d'au moins une position de marche et une position neutre et le fait de manoeuvrer le dispositif de change ment de vitesse pour le faire passer de la position neutre à une position de marche opère l'engagement d'un rapport correspondant dans la boîte de vitesses, ainsi qu'un procédé pour l'utilisation d'un tel véhicule à moteur. Au moyen du présent dispositif de changement de vitesse, d'une part les changements du rapport peuvent être provoqués par le conducteur, d'autre part au moyen de ce dispositif, peuvent également être provoqués des change ments du mode de conduite. La position du dispositif de changement de vitesse est détectée par un ou plusieurs détecteurs et un signal approprié est transmis au dispositif de commande, de sorte que des processus de commande peuvent s'exécuter en fonction de la position du dispositif de changement de vitesse. Dans le cas de véhicules de ce type, il est connu de combiner le passage sur un rapport approprié de la boîte de vitesses avec une manoeuvre simultanée du frein du véhicule, en ce sens que le passage sur un rapport approprié de fa boîte de vitesses ne se fait que si simultanément on manoeuvre le frein du véhicule. Un passage intempestif sur un rapport de la boîte de vitesses est ainsi évité. Toutefois il y a des situations de conduite dans lesquelles l'interdiction du passage sur un rapport approprié de la boîte de vitesses est superflu ou même gênant. Mentionnons par exemple ici le va-et-vient pour se dégager de la neige. L'invention a donc pour but de permettre, dans des situations de con duite déterminées, de passer sur un rapport approprié de la boîte de vitesses, en l'absence d'une manoeuvre du frein du véhicule, c'est-à-dire de supprimer la nécessité de manoeuvrer le frein. On atteint ce but par le fait qu'il est possible de passer sur un rapport approprié de la boîte de vitesses sans manoeuvrer simultanément le frein du véhicule lorsque le dispositif de changement de vitesse s'est précédemment trouvé en position neutre pendant moins qu'une période de temps déterminée. Dans un exemple de réalisation préféré, cette période de temps se situe entre zéro et cinq secondes, de préférence sur la plage 1-2 secondes. On explique en détail ci-dessous un exemple de réalisation de l'invention à l'aide de dessins - La Figure 1 représente schématiquement un véhicule comportant une ligne d'entraînement, un dispositif de manoeuvre de la boîte de vitesses et un dispositif de commande, - La Figure 2 représente la disposition des positions des différentes vitesses sur le dispositif de changement de vitesse, - La Figure 3 est un diagramme par blocs pour représenter le passage sur un rapport de la boîte de vitesses en liaison avec une manoeuvre du frein du véhicule, - La Figure 4 est un diagramme par blocs pour représenter le passage sur un rapport de la boîte de vitesses en liaison avec une manoeuvre du frein du véhicule, en fonction de la durée de séjours en position neutre. La Figure 1 représente schématiquement et à titre d'exemple un véhicule 1 comportant un dispositif de transmission du couple 4 et une boîte de vitesses 6. Dans le cas présent le dispositif de transmission du couple 4 est disposé sur le flux de force entre le moteur d'entraînement 2 et la boîte de vitesses 6 ; il est intéressant qu'entre le moteur d'entraînement 2 et le dispositif de transmission du couple 4 soit disposée une masse d'équilibrage divisée dont les masses partielles peuvent être entraînées en rotation l'une par rapport à l'autre avec interposition d'un dispositif amortisseur élastique, ce qui améliore essentiellement en particulier les caractéristiques techniques de la ligne d'entraînement au point de vue vibration. De préférence l'invention est combinée avec un dispositif amortisseur pour reprendre ou équilibrer des à- coups de rotation ou un dispositif pour compenser des à-coups de rotation ou un dispositif diminuant un à-coup de rotation ou un dispositif pour amortir des vibrations, comme décrit en particulier dans les publications DE OS 34 18 671, DE OS 34 11 092, DE 05 34 11 239, DE OS 36 30 398, DE 05 36 28 774 et DE OS 37 21 712 de la demanderesse. Le véhicule 1 est entraîné par un moteur d'entraînement 2 qui, dans le cas présent, est représenté, en tant que moteur à combustion interne, comme moteur à essence ou à gaz avec bougie d'allumage ou comme moteur diesel ; dans un autre exemple de réalisation, l'entraînement peut également se faire au moyen d'un entraînement hybride, sous forme électromotorisée ou hydromotorisée. Dans l'exemple de réalisation représenté, le dispositif de transmission du couple 4 est un embrayage à friction au moyen duquel on peut séparer le moteur d'entraînement 2 d'avec la boîte de vitesses 6 en particulier pour démarrer ou pour procéder à des changements de vitesse. Grâce à une action croissante ou décroissante de l'embrayage on peut transmettre plus ou moins de couple, dans ce but un plateau de pressage et un plateau de compression se déplacent dans le sens axial l'un par rapport à l'autre et entraînent plus ou moins un disque de friction monté entre eux. 11 est avantageux que le dispositif de transmission du couple 4, conçu sous forme d'embrayage, soit à réglage auto-correcteur, c'est-à-dire que l'usure des garnitures de friction soit compensée de façon que soit garantie une faible force constante de débrayage. De préférence l'invention se combine avec un embrayage à friction comme décrit en particulier dans les demandes DE OS 42 39 291, DE OS 42 39289 et DE OS 43 06 505 de la demanderesse. Les roues 12 du véhicule 1 sont entraînées au moyen d'un arbre de transmission 8 par l'intermédiaire d'un différentiel 10. Aux roues motrices 12 sont associés des détecteurs de vitesse de rotation 60, 61, étant précisé qu'éventuellement n'est prévu qu'un seul détecteur de vitesse de rotation 60 ou 61 qui produisent chacun un signal correspondant à la vitesse des roues 12 ; en outre ou en variante, un détecteur 52 est prévu en un autre endroit approprié de la ligne d'entraînement, par exemple sur l'arbre 8, pour en déterminer la vitesse de rotation à la sortie de la boîte de vitesses. La vitesse de rotation à l'entrée de la boîte de vitesses peut se déterminer au moyen d'un autre détecteur ou également, comme dans le présent exemple de réalisation, se déterminer à partir de la vitesse de rotation du moteur d'entraînement, de sorte que peut ainsi être par exemple déterminé le rapport engagé dans la boîte de vitesses. Une manoeuvre d'un embrayage à friction 4 qui peut de préférence se réaliser en poussant, mais qu'il peut être intéressant de réaliser en tirant dans un autre exemple de réalisation, se fait donc à présent au moyen d'un dispositif de manceuvre 46 comme un actionneur d'embrayage. Pour fa manceuvre de la boîte de vitesses 6 est prévu un dispositif de manoeuvre comportant deux actionneurs 48 et 50, l'un des actionneurs exécutant une manceuvre de sélection et l'autre une manoeuvre du changement du rapport. L'actionneur d'embrayage 46 et/ou les actionneurs de boîte de vitesses 48, 50 sont réalisés sous forme de moteurs électriques à courant continu, étant précisé que dans un autre exemple de réalisation, en particulier lorsque d'importantes forces de manoeuvre sont nécessaires, il peut également être très intéressant de prévoir un système hydraulique pour la manceuvre. La commande de l'embrayage 4 de la boîte de vitesses 6 se fait au moyen d'un dispositif de commande 44 dont il est intéressant qu'il constitue avec l'actionneur d'embrayage 46 un ensemble constructif, étant précisé que dans un autre exemple de réalisation i1 peut également être avantageux de le disposer à un autre endroit dans le véhicule. La manoeuvre de l'embrayage 4 et de la boîte de vitesses 6 peut se faire automatiquement en mode de conduite automatique au moyen du dispositif de commande 44 ou, en mode de conduite manuel à la demande du conducteur, au moyen d'un dispositif de changement de vitesse 70 comme un levier de vitesse, la demande du conducteur étant saisie par un détecteur 71. En mode de conduite automatique, des changements du rapport de la boîte de vitesses se font par l'intermédiaire d'une commande appropriée des actionneurs 46, 48 et 50 en fonction de caractéristiques mémorisées dans une mémoire associée au dispositif de commande 44. II y a une pluralité de programmes de conduite qui sont définis par au moins une caractéristique et entre lesquels le conducteur peut choisir, comme un programme de conduite sportive, dans lequel le moteur d'entraînement 2 est entraîné en optimisant la puissance, un programme économique dans lequel le moteur d'entraînement 2 est entraîné en optimisant la consommation ou un programme d'hiver dans lequel le véhicule 1 est entraîné en optimisant la sécurité de conduite ; en outre, dans l'exemple de réalisation décrit, des caractéristiques peuvent s'adapter par exemple au comportement du conducteur et/ou à d'autres conditions aux limites comme le glissement de la chaussée, la température extérieure etc. Un dispositif de commande 18 commande le moteur d'entraînement 2 en influençant l'arrivée ou la composition du mélange étant précisé que sur la Figure est représenté à ce titre un papillon des gaz 22 qui est manoeuvré par un organe réglant 30, dont l'angle d'ouverture est saisi par un émetteur d'angle de rotation 20 et dont le signal est fourni au dispositif de commande 18. Dans le cas d'autres réalisations de la régulation du moteur d'entraînement, dans le cas où il s'agit d'un moteur à combustion interne, le dispositif de commande 18 reçoit un signal approprié à l'aide duquel il peut déterminer la composition du mélange et/ou le volume amené ; il est intéressant que soit également employé le signal d'une sonde existante donnant l'indice d'excès d'air. En outre, dans le présent exemple de réalisation, le dispositif de commande 18 dispose d'un signal d'une pédale d'accélérateur 14 qui est manoeuvrée par le conducteur et dont la position est saisie au moyen d'un détecteur 16, d'un signal, donnant la vitesse de rotation du moteur, produit par un détecteur de vitesse de rotation 28 qui est associé à l'arbre de sortie du moteur, d'un signal d'un détecteur 26 de la pression dans le tube d'admission, ainsi que d'un signal d'un détecteur 24 de la température de l'eau de refroidissement. Les dispositifs de commande 18 et 44 peuvent être conçus dans des zones partielles séparées au point de vue construction et/ou fonction, il est alors intéressant qu'elles soient reliées l'une à l'autre, par exemple au moyen d'un bus 54 convertisseur analogique numérique ou d'une autre liaison électrique pour échange de données. Toutefois il peut également être avantageux de regrouper les zones des dispositifs de commande, en particulier du fait qu'une association des fonctions n'est pas toujours nettement possible et qu'une collaboration est nécessaire. En particulier pendant des phases déterminées du changement du rapport de la boîte de vitesses, le dispositif de commande 44 peut commander le moteur d'entraînement 2 en ce qui concerne la vitesse de rotation et/ou le couple. Aussi bien l'actionneur d'embrayage 46 que les actionneurs de boîte de vitesses 48 et 50 produisent des signaux à partir desquels on peut déduire au moins une position des actionneurs dont dispose le dispositif de commande 44. Dans le cas présent, la détermination de la position se fait à l'intérieur de l'actionneur, étant précisé que l'on emploie un émetteur incrémental qui détermine la position d'un actionneur par rapport à un point de référence. Dans un autre exemple de réalisation, il peut toutefois être également intéressant de disposer l'émetteur en dehors de l'actionneur et/ou de prévoir une détermination de position absolue par exemple au moyen d'un potentiomètre. Une détermination de la position de l'actionneur prend en particulier une grande importance en ce qui concerne l'actionneur d'embra yage car de ce fait le point de saisie de l'embrayage 4 peut être associé à un parcours déterminé d'embrayage et donc à une position de l'actionneur. II est avantageux que lors de la mise en service et pendant l'utilisation, le point de saisie de l'embrayage 4 soit déterminé de façon répétée, en particulier en fonction de paramètres comme l'usure de l'embrayage, la température de l'embrayage etc. Une détermination des positions des actionneurs de la boîte de vitesses est importante en ce qui concerne la détermination du rapport engagé dans la boîte de vitesses. En outre le dispositif de commande 44 dispose de signaux provenant des détecteurs de vitesse de rotation 62 et 63 des roues non motrices 65 et 66. Pour déterminer une vitesse du véhicule il peut être judicieux de faire appel à la valeur moyenne des détecteurs de vitesse de rotation 62 et 63 ou 60 et 61, pour comparer des différences de vitesse, par exemple en courbe. Au moyen des signaux de vitesse de rotation on peut déterminer la vitesse du véhicule et on peut en outre avoir connaissance du patinage des roues. Sur la Figure, des liaisons de sortie des dispositifs de commande sont représentées en traits pleins, des liaisons d'entrée le sont en tireté. La liaison des détecteurs 60, 61 et 63 avec le dispositif de commande n'est que suggérée, les détecteurs 60, 61, 62 et 63 peuvent être chacun reliés avec la zone 42 et/ou avec la zone 44 des dispositifs de commande. La zone partielle 36 du dispositif de commande peut, par l'intermédiaire du moteur d'entraînement 2, de l'embrayage 4 et/ou du cylindre 38 de frein de roue, influencer le couple d'entraînement ou le couple de freinage. Cette zone du dispositif de commande reçoit des signaux provenant des détecteurs de vitesse de rotation de roue 60, 61, 62 et 63 ainsi que du détecteur 34 de manoeuvre de la pédale de frein 32. II est avantageux que le dispositif de commande soit également capable de réguler le patinage d'entraînement et/ou le patinage de freinage selon une fonction ABS/système antiblocage et/ou une fonction AS R/antipatinage. La Figure 2 représente la disposition 100 des positions de sélection sur le levier de vitesse 60, N correspondant à une position neutre 101 et R à une position de marche arrière 102. Les positions N, R et la position de marche avant (V) 103, au milieu entre + 104 et - 105, sont des positions dans lesquelles le levier de vitesse 60 est maintenu par action positive ou par complémentarité de forme, de sorte qu'il ne peut sortir de ces positions qu'en surmontant une résistance perceptible. Les positions + 104, - 105 et D/M 106 sont des positions dans lesquelles le levier de vitesses 70 n'est pas maintenu, le levier de vitesse 70 est, sous l'action d'un ressort, maintenu précontraint dans la position de marche avant 103 et, depuis les positions 104, 105 et 106, revient automatiquement à fa position de départ 103. Les positions + 104 et - 105 opèrent une montée ou une rétrogradation sur le rapport immédiatement plus élevé ou moins élevé, dans le cas où, en ce qui concerne la boîte de vitesses 4, il s'agit d'une boîte de vitesses à changement discontinu du rapport, ou bien une diminution ou une augmentation du rapport dans le cas où, en ce qui concerne la boîte de vitesses 4, il s'agit d'une boîte de vitesses à changement continu du rapport, avec changement simultané pour passer en mode de conduite manuelle ; la position D/M 106 opère une commutation entre mode de conduite manuelle et automatique sans changement du rapport de la boîte de vitesses. Le diagramme 200 de la Figure 3 montre l'engagement d'un rapport en liaison avec une manoeuvre du frein. Le levier de vitesse se trouve en position neutre. Aucun rapport n'est engagé (voir bloc 201). Si l'on fait passer le levier de vitesse de (a position neutre à une position de marche (bloc 202), étant précisé qu'en ce qui concerne la position de marche il peut s'agir d'une position de marche avant ou d'une position de marche arrière, il est déterminé si le frein est manceuvré ou non (bloc 203). Dans le cas où le frein est manoeuvré, un rapport approprié de la boîte de vitesses s'engage (voir bloc 204). Si le frein n'est pas manoeuvré, aucun rapport ne s'engage (bloc 201). La Figure 4 représente une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention. Dans le diagramme par blocs 300 est représenté un engagement du rapport de la boîte de vitesses en liaison avec une manoeuvre du frein du véhicule, en fonction de la durée de séjour dans la position neutre. Si aucun rapport n'est engagé (bloc 301) et si l'on fait passer le levier de vitesse de la position neutre en une position de marche (voir 302), il est déterminé si le frein est manceuvré (voir bloc 303). Si le frein est manceuvré, il se fait un engagement d'un rapport de la boîte de vitesses (bloc 304). Si le frein n'est pas manoeuvré, il est déterminé depuis combien de temps précédemment aucun rapport n'avait été engagé. Si depuis une période de temps x assez longue (bloc 306) aucun rapport n'avait été engagé, aucun autre rapport n'est engagé (voir bloc 301). Si aucun rapport n'avait été engagé depuis moins qu'une période de temps x (voir 307), il se fait, malgré l'absence de manceuvre du frein, un engagement du rapport approprié de la boîte de vitesses (voir bloc 304). II est avantageux qu'un engagement d'un rapport de la boîte de vitesses se fasse malgré l'absence de manceuvre du frein lorsque le levier de vitesse s'est trouvé dans la position neutre précédemment moins de zéro à cinq secondes, (de préférence moins de 0,5 secondes). De cette façon sont en particulier possibles des changements rapides entre la première vitesse et la marche arrière dans le cas desquels il faut chaque fois passer par la position neutre et ceci sans manoeuvre du frein, par exemple pour permettre un va-et-vient pour se dégager de la neige. Selon une autre idée inventive on propose de prévoir, en liaison avec la boîte de vitesses du véhicule en question, une machine électrique dont le rotor soit par exemple relié, ou constitue, une masse d'équilibrage qui peut tourner librement et dont il est avantageux qu'elle puisse être isolée, au moyen d'au moins un embrayage, de l'ensemble d'entraînement comme un moteur à combustion interne, et de l'arbre de sortie pour servir de volant d'inertie, de façon que ces dispositions rendent possible des types d'entraînement hybrides. Selon cette forme de réalisation, la boîte de vitesses autorise une utilisation étendue de la machine électrique, par exemple comme démarreur pour un moteur à combustion interne, génératrice de courant, entraînement partiel, entraînement complet ainsi que comme organe de conversion de l'énergie cinétique en énergie électrique ou en énergie de rotation cinétique avec emploi du rotor comme masse d'équilibrage lors de processus de ralentissement du véhicule, moteur à combustion interne débrayé (récupération). Les revendications déposées avec la demande sont des propositions de formulation sans préjudice de l'obtention d'un complément de protection. La demanderesse se réserve de revendiquer encore une autre combinaison de caractéristiques qui n'apparaît jusqu'ici que dans la description et/ou sur les dessins. Des références employées dans les sous-revendications attirent l'attention sur l'autre conception de l'objet de la revendication principale grâce aux caractéristiques de la sous-revendication respective ; elles ne doivent pas être comprises comme une renonciation à l'obtention d'une protection propre, concrète pour les combinaisons de caractéristiques des sous-revendications référencées. Du fait que les objets des sous-revendications peuvent, au regard de la technique à la date de priorité, constituer des inventions propres et indépendantes, la demanderesse se réserve d'en faire l'objet de revendications indépendantes ou d'explications partagées. Elles peuvent en outre contenir également des inventions propres présentant une construction indépendante des objets des sous-revendications indépendantes. Les exemples de réalisation ne sont pas à considérer comme limitation de l'invention. Bien plutôt dans le cadre du présent exposé, de nombreuses variantes et modifications sont possibles, en particulier des variantes, éléments et combinaisons et/ou matériaux qui, par exemple par combinaison des modifications de certains éléments en liaison avec les caractéristiques ou éléments ou pas de procédé décrits dans la description générale et dans les formes de réalisation ainsi que dans les revendications et contenues sur le dessin, peuvent faire l'objet d'une conclusion de l'homme de l'art eu égard à la solution permettant d'atteindre le but et conduisent, par des caractéristiques pouvant se combiner, à un nouvel objet ou à de nouveaux pas de procédé ou à de nouvelles séquences de procédé, également dans la mesure où ils concernent des procédés de réalisation, de contrôle et de travail. REVEND 1CATIONS 1. Véhicule à moteur comportant un moteur d'entraînement et une boîte de vitesses (b) comprenant un dispositif pour modifier le rapport, un dispositif de commande, un dispositif de changement de vitesse (70) et un frein de véhicule, dans le cas duquel - le dispositif de changement de vitesse présente au moins une position de marche et une position neutre, - dans la boîte de vitesses aucun rapport n'est engagé si le dispositif de changement de vitesse se trouve en position neutre, - une manoeuvre du dispositif de changement de vitesse pour passer de la position neutre à une position de marche conduit au fait qu'un rapport approprié s'engage, - pour engager un rapport approprié il faut une manoeuvre simultanée du frein du véhicule, caractérisé par le fait que la nécessité de manoeuvrer le frein de véhicule est supprimée lorsque le dispositif de changement de vitesse se trouvait aupa ravant, depuis moins qu'une période de temps déterminée, en position neutre. 2. Véhicule à moteur en particulier selon fa revendication 1, caractérisé par le fait que la période de temps déterminée se situe entre zéro et cinq secondes, de préférence sur la plage d'environ 1-2 secondes. 3. Véhicule à moteur comportant un moteur d'entraînement et une boîte de vitesses (b) comprenant un dispositif pour modifier le rapport, un dispositif de commande un dispositif de changement de vitesse (70) et un frein de véhicule, caractérisé par le fait que - le dispositif de changement de vitesse présente au moins une position de marche et une position neutre, - dans la boîte de vitesses aucun rapport n'est engagé si le dispositif de changement de vitesse se trouve en position neutre, - une manoeuvre du dispositif de changement de vitesse pour passer de la position neutre dans une position de marche conduit au fait qu'un rapport approprié s'engage, - pour engager un rapport approprié il faut une manoeuvre simultanée du frein du véhicule. 4. Procédé d'utilisation d'un véhicule à moteur comportant un moteur d'entraînement et une boîte de vitesses (6) comprenant un dispositif pour modifier le rapport, un dispositif de commande, un dispositif de changement de vitesse (70) et un frein de véhicule, dans le cas duquel - le dispositif de changement de vitesse présente au moins une position de marche et une position neutre, - dans la boîte de vitesses aucun rapport n'est engagé si le dispositif de changement de vitesse se trouve en position neutre, - une manoeuvre du dispositif de changement de vitesse pour passer de la position neutre dans une position de marche conduit au fait qu'un rapport approprié s'engage, - pour engager un rapport approprié il faut une manoeuvre simultanée du frein du véhicule caractérisé par le fait que la nécessité de manceuvrer le frein de véhicule est supprimée lorsque le dispositif de changement de vitesse se trouvait aupa ravant, depuis moins qu'une période de temps déterminée, en position neutre. 5. Procédé d'utilisation d'un véhicule à moteur en particulier selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la période de temps déterminée se situe entre zéro et cinq secondes, de préférence sur la plage d'environ 1-2 secondes. 6. Procédé d'utilisation d'un véhicule à moteur comportant un moteur d'entraînement et une boîte de vitesses (6) comprenant un dispositif pour modifier le rapport, un dispositif de commande, un dispositif de changement de vitesse (70) et un frein de véhicule, caractérisé par le fait que - le dispositif de changement de vitesse présente au moins une position de marche et une position neutre, dans la boîte de vitesses aucun rapport n'est engagé si le dispositif de changement de vitesse se trouve en position neutre, - une manoeuvre du dispositif de changement de vitesse pour passer de la position neutre à une position de marche conduit au fait qu'un rapport approprié s'engage, - pour engager un rapport approprié il faut une manoeuvre simultanée du frein du véhicule.