Brevet FR2883069A1 — publié le 20060915

Le secteur technique de la présente invention est celui des bancs d'essai simulant une boîte de vitesse;, par exemple une boîte de vitesses d'un véhicule. Dans le domaine d'application des bancs d'essai, il est parfois nécessaire de simuler une boîte de vitesse, et c'est particulièrement le cas pour les bancs d'essai de commandes externes de boîtes de vitesses. On connaît actuellement dans le domaine des bancs d'essai simulant une boîte de vitesses des bancs d'essai à vérins Io pneumatiques. De tels dispositifs présentent l'inconvénient majeur, du fait de l'utilisation de vérins pneumatiques, de manquer de précision et surtout d'avoir des performances limitées en réactivité et en dynamique. La présente invention remédie à ces inconvénients en proposant un banc d'essai simulant une boîte de vitesses permettant de générer des efforts équivalents à ceux d'une boîte de vitesses réelle et en reproduisant différents comportements, selon le type de boîte de vitesses paramétré. L'invention a pour objet un banc d'essai du type reproduisant le comportement d'une boîte de vitesses caractérisé en ce qu'il est comporte au moins un module de passage de vitesse constitué d'un moteur linéaire et d'une rotule permettant de transformer un mouvement linéaire du moteur en un mouvement rotatif d'un arbre de passage de vitesse et d'un capteur d'effort permettant de mesurer l'effort appliqué à l'arbre de passage de vitesse. Selon une caractéristique de l'invention, le moteur linéaire se déplace par rapport à une glissière selon un axe horizontal et l'arbre de passage de vitesse pivote autour d'un axe sensiblement vertical. Selon une autre caractéristique de l'invention, le banc d'essai comporte un module de sélection horizontale constitué d'un moteur linéaire et d'une rotule permettant de transformer un mouvement linéaire du moteur en un mouvement rotatif d'un arbre de sélection, et d'un capteur d'effort permettant de mesurer l'effort appliqué à l'arbre de sélection. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le moteur linéaire se déplace par rapport à une glissière selon un axe horizontal et l'arbre de sélection pivote autour de son axe sensiblement horizontal. Selon une autre caractéristique de l'invention, le banc d'essai comporte un module de sélection verticale constitué d'un moteur linéaire, un capteur d'effort en traction/compression et un moyen de rattrapage de contraintes. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moteur linéaire se déplace par rapport à une glissière selon un axe vertical afin de déplacer en translation l'arbre de passage de vitesse le long de son axe sensiblement vertical. Un avantage du dispositif selon l'invention est qu'il permet de reproduire le comportement de différents types de boîtes de vitesses. Un autre avantage du dispositif selon l'invention réside dans sa rapidité et dans sa précision pour actionner les commandes externes. Un autre avantage du dispositif selon l'invention réside dans le fait qu'il met en oeuvre des modules indépendants l'un de l'autre facilement déplaçables. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels: - les figures la à le représentent des schémas fonctionnels illustrant les applications du banc d'essai selon l'invention, - La figure 2 représente en perspective un exemple de réalisation du module de passage de vitesse 2, - La figure 3 représente en perspective un exemple de réalisation du module de sélection horizontale 3, - La figure 4 représente en vue de profil un exemple de 35 réalisation du module de sélection verticale 4, Le banc d'essai que se propose de réaliser la présente invention est un banc d'essai simulant une boîte de vitesse. Plus particulièrement ce banc d'essai doit reproduire différents comportements correspondants à différents types de boîtes de vitesses. Ce banc d'essai est particulièrement destiné aux commandes externes de boîtes de vitesses. Les boîtes de vitesses classiquement utilisées se présentent sous la forme d'une boîte automatique, ou d'une boîte manuelle. La figure la illustre un premier type de boîte de vitesses simulé par l'invention. Ce type de boîte de vitesses est celui des boîtes de vitesses automatiques 40. Les boîtes l0 de vitesses automatiques 40 à commande mécanique sont classiquement actionnées par une commande externe 7 comportant un levier 8 se déplaçant le long d'un segment longitudinal 41. Le levier 8 permet alors de sélectionner le mode P, R, N, D et de changer de vitesse en mode manuel (M+ ou M-). Dans ce cas, seul le module de passage est utilisé. Pour ce type de boîte, seul le mode de passage de vitesse, correspondant à un couple selon un axe sensiblement vertical, doit être simulé au moyen d'un module de passage de vitesse 2 actionnant un arbre de passage de vitesse 5 relié au levier 8. La figure lb illustre un second type de boîte de vitesses simulé par l'invention. Ce type de boîte de vitesses est celui des boîtes de vitesses manuelles 42 avec passage de vitesse et sélection combinés. Les boîtes de vitesses manuelles avec passage de vitesse et sélection combinés sont classiquement actionnées par une commande externe 7 réalisée par un levier se déplaçant le long d'une grille se présentant sous la forme d'un double "H". La barre horizontale 44 de la grille correspond au point mort (aucune vitesse n'est engagée). Le mouvement du levier 8 pour sélectionner la vitesse à passer se décompose en un mouvement de sélection horizontale le long de l'axe horizontal 44 de la grille et en un mouvement de passage de vitesse, selon un des trois axes verticaux 41a, 41b, 41c de la grille. Le levier 8 est relié à son extrémité inférieures à 2 câbles 45 et 46 actionnant un module d'interconnexion 47. Un déplacement selon l'axe horizontal 44 entraîne le premier câble 45, alors qu'un passage de vitesse entraîne le second câble 46. Le module d'interconnexion 47 (classiquement réalisé par une association de biellettes) permet de transformer les mouvement de ces deux câbles 45, 46 en un effort vertical et un couple d'axe vertical. La commande fournie à la boîte de vitesse est alors une commande combinant une commande de sélection verticale et une commande de passage de vitesse. Ces deux commandes sont transmises à la boîte par un unique organe 5 (câble ou arbre par exemple). Pour ce type de boîte, le mode de sélection verticale, correspondant à un effort selon un axe sensiblement vertical, et le mode de passage de vitesse, correspondant à un couple selon un axe sensiblement vertical, doivent être simulés au moyen d'un module de sélection verticale 4 et d'un module de passage de vitesse 2 agissant sur un même arbre 5. La figure le illustre un troisième type de boîte de vitesses qui est celui des boîtes de vitesses manuelles avec passage de vitesse et sélection séparées 43. Les boîtes de vitesses manuelles avec passage de vitesse et sélection séparés sont classiquement actionnées par une commande externe 7 réalisée par un levier se déplaçant le long d'une grille se présentant sous la forme d'un double "H". La barre horizontale 44 de la grille correspond au point mort (aucune vitesse n'est engagée). Le mouvement du levier 8 pour sélectionner la vitesse à passer se décompose en un mouvement de sélection horizontale le long de l'axe horizontal 44 de la grille et en un mouvement de passage de vitesse, selon un des trois axes verticaux 41a, 41b, 41c de la grille. La commande fournie à la boîte de vitesses est alors une commande associant une commande de sélection horizontale et une commande de passage de vitesse. Ces commandes sont transmises séparément à la boîte de vitesses par deux câbles distincts 48, 49 agissant sur des arbres 5 et 6. Pour ce type de boîte, le mode de sélection horizontale, correspondant à un couple selon un axe sensiblement horizontal, et le mode de passage de vitesse, correspondant à un couple selon un axe sensiblement vertical, doivent être simulés au moyen d'un module de sélection horizontale 3 et d'un module de passage de vitesse 2 agissant sur deux organes (arbres ou câbles) distincts. Le banc d'essai selon l'invention permet de simuler ces trois types de boîtes de vitesses en mettant en uvre un module de passage de vitesse 2, un module de sélection horizontale 3 et un module de sélection verticale 4. La figure 2 représente en perspective un exemple de réalisation du module de passage de vitesse 2. Dans cet exemple de réalisation, le module de passage de vitesse 2 est Io constitué d'une plaque 10 solidaire du bâti du banc d'essai (non représenté dans sa complexité), d'une glissière 11 horizontale, solidaire de la plaque 10, d'un moteur linéaire 12 pouvant se déplacer le long de la glissière 11 selon un axe horizontal et d'un support 13 de bras, supportant un bras 15 au moyen d'une rotule 14. Le bras 15 est solidaire d'un arbre 5 de commande par une liaison pivot réalisée au moyen d'un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe Z de l'arbre 5 de commande. Un dispositif de guidage 18 solidaire de la plaque 10 assure le guidage en rotation de l'arbre 5 de commande selon son axe Z sensiblement vertical, par exemple au moyen d'un roulement. Le module de passage de vitesse 2 comporte également un capteur d'effort 17 permettant de mesurer l'effort appliqué à l'arbre de passage de vitesse 5. On pourra par exemple utiliser un capteur de traction/compression 17 disposé entre le support 13 de bras et la rotule 14. Une telle réalisation du module de passage de vitesse 2 permet de transformer le mouvement linéaire horizontal du moteur 12 en un mouvement rotatif de l'arbre 5. L'utilisation d'un moteur linéaire horizontal est particulièrement avantageuse. En effet, un tel moteur n'est pas perturbé par les efforts générés par son propre poids, ce qui permet d'effectuer des déplacements rapides et très précis et donc de soumettre l'arbre de passage de vitesse 5 à des mouvements de rotation rapides et très précis. Une telle précision ne pourrait être atteinte en utilisant un moteur rotatif ou un dispositif réalisé au moyen de vérins. La figure 3 représente en perspective un exemple de réalisation du module de sélection horizontale 3. Dans cet exemple de réalisation, le module de sélection horizontale 3 est constitué d'un coffret 20 solidaire du bâti de banc d'essai, d'une glissière 21 solidaire du coffret 20, d'un moteur linéaire 22 pouvant se déplacer le long de la glissière 21 selon un axe horizontal et d'un support 23 de bras, supportant un bras 25 sensiblement vertical au moyen d'une rotule 24. Le bras 25 est solidaire d'un arbre de sélection de vitesse 6 de sélection horizontale. Des roulements 28 solidaires du coffret 20 supportent l'arbre de sélection de vitesse 6 tout en le laissant libre en rotation autour de son axe. Le module de sélection horizontale 3 comporte également un capteur d'effort 27 permettant de mesurer l'effort appliqué à l'arbre de sélection 6. On pourra par exemple utiliser un capteur de traction/compression 27 disposé entre le support 23 de bras et la rotule 24. Une telle réalisation du module de sélection horizontale 3 permet de transformer le mouvement linéaire horizontal du moteur 22 en un mouvement rotatif de l'arbre de sélection de vitesse 6 autour d'un axe horizontal. La figure 4 représente en vue de profil un exemple de réalisation du module de sélection verticale 4. Dans cet exemple de réalisation, le module de sélection verticale 4 est constitué d'un coffret 30 solidaire du bâti du banc d'essai, d'une glissière 31 solidaire du coffret 30, d'un moteur linéaire vertical 32 pouvant se déplacer le long de la glissière 31 selon un axe vertical et d'un support 33 de bielle, supportant une bielle 35 sensiblement verticale au moyen d'une rotule 34. La bielle 35 est solidaire de l'arbre de commande 5. Un manchon 38 solidaire du coffret 30 supporte l'arbre 5 tout en le laissant libre en rotation et en translation selon son axe Z. Un capteur d'effort 37 en traction/compression, disposé par exemple entre le support 33 et la rotule 34 permet de mesurer les efforts verticaux appliqués à l'arbre de passage de vitesse 5. Une telle réalisation du module de sélection verticale 4 permet de transmettre le mouvement linéaire vertical du moteur 32 à l'arbre 5 tout en rattrapant les contraintes au moyen de la bielle 35 qui constitue un moyen de rattrapage de contraintes. Dans cet exemple de réalisation, on a également représenté le bras 15 du module de passage de vitesse 2. Pour ce mode particulier de réalisation, l'arbre de passage de vitesse 5 n'est plus guidé par le dispositif de guidage 18 solidaire de la plaque 10 (représentés sur la figure 2) mais par un manchon 38 solidaire du coffre 30. Le manchon 38 guide l'arbre 5 de commande en translation et en rotation selon son axe Z sensiblement vertical. Dans cet exemple de réalisation de l'invention, le module de sélection verticale 4 est utilisé en combinaison avec le module de passage de vitesse 2 dans le cadre de la simulation d'une boîte de vitesses avec passage de vitesse et sélection combinés. Ces deux modules 2 et 4 permettent donc de soumettre l'arbre 5 de commande à un effort et à un couple selon son axe Z. Les modules 2, 3 et 4 sont avantageusement indépendants l'un de l'autre afin d'être disposés ou non sur le banc d'essai selon le type de boîte de vitesses que l'on souhaite reproduire. Les modules utilisés permettent de simuler les efforts en fonction de la position en sélection et passage de manière représentative à une boîte de vitesse. 2883069 8 REVENDICATIONS 1. Banc d'essai (1) du type reproduisant le comportement d'une boîte de vitesses caractérisé en ce qu'il comporte au moins un module de passage de vitesse (2) constitué d'un moteur linéaire (12) et d'une rotule (14) permettant de transformer un mouvement linéaire du moteur (12) en un mouvement rotatif d'un arbre de passage de vitesse (5) et d'un capteur d'effort (17) permettant de mesurer l'effort appliqué à l'arbre de passage de vitesse (5). 2. Banc d'essai selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moteur linéaire (12) est mobile en translation par rapport à une glissière (11) selon un axe horizontal et en ce que l'arbre de passage de vitesse (5) pivote autour d'un axe (Z) sensiblement vertical. 3. Banc d'essai selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un module de sélection horizontale (3) constitué d'un moteur linéaire (22) et d'une rotule (24) permettant de transformer un mouvement linéaire du moteur (22) en un mouvement rotatif d'un arbre de sélection (6), et d'un capteur d'effort (27) permettant de mesurer l'effort appliqué à l'arbre de sélection (6). 4. Banc d'essai selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moteur linéaire (22) est mobile en translation par rapport à une glissière (21) selon un axe horizontal et en ce que l'arbre de sélection (6) pivote autour de son axe sensiblement horizontal. 5. Banc d'essai selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un module de sélection verticale (4) constitué d'un moteur linéaire (32), un capteur d'effort (37) en traction/compression et un moyen de rattrapage de contraintes (35). 6. Banc d'essai selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moteur linéaire (32) est mobile en translation par rapport à une glissière (31) selon un axe vertical afin de déplacer en translation l'arbre de passage de vitesse (5) le long de son axe sensiblement vertical.