Brevet FR2909431A1 — publié le 20080606

COMMANDE DE BOITE DE VITESSES, NOTAMMENT ADAPTEE AU VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne une commande de boîte de vitesses, notamment adaptée au véhicule automobile. L'invention s'applique aux boîtes de vitesses manuelles d'un véhicule automobile pilotées par un ou plusieurs actionneurs, lesdits actionneurs réalisant les mouvements mécaniques nécessaires au changement de rapports de démultiplication. En particulier, l'invention s'applique lorsque plusieurs actionneurs doivent être manipulés pour assurer un même changement de rapport de démultiplication. 1 o Dans une boîte de vitesses, lors de la sélection ou du passage d'un rapport de démultiplication par le conducteur, des éléments appelés fourchettes de commande sont utilisés pour mettre en mouvement un ou plusieurs manchons sur leur axe. Un manchon est une pièce qui participe au crabotage de deux pièces en rotation, c'est-à-dire la solidarisation de deux 15 pièces en rotation, généralement une roue libre ou folle avec une roue ou pignon calé. Une fourchette de commande est généralement animée d'un mouvement de translation. L'action d'une fourchette de commande sur un manchon aboutit soit au désengagement soit à l'engagement d'un rapport de démultiplication, soit au retour au neutre de la boîte de vitesses. Il existe 20 donc pour chacune de ces situations (rapport n engagé, rapport n+1 engagé, neutre) trois positions axiales distinctes pour la fourchette de commande. La fourchette translate selon son axe ou solidairement avec son axe afin d'atteindre l'une des trois positions pré-citées. 25 Les figures 1 et 2 montrent par des schémas deux architectures de commande de boîte de vitesses selon l'état de la technique. La figure 1 est un exemple d'architecture de commande de boîte de vitesses comportant notamment une fourchette 1 fixe sur un axe 5 et un doigt de passage 2 solidaire de l'axe 5. L'axe 5 peut être déplacé sous l'action du doigt de 30 passage 2 en translation selon un axe X (référentiel représenté sur la figure 1), et/ou en rotation selon l'axe X. Deux pivots glissant 3 permettent d'assurer cette liaison entre d'une part l'axe 5 sur lequel est placée solidairement la fourchette 1 et d'autre part un carter 4. La figure 2 est un autre exemple d'architecture de commande de boîte de vitesses comportant 2909431 2 notamment une fourchette 10 et un doigt de passage 20 sur une liaison pivot glissant 60, la liaison pivot glissant étant disposée sur un axe 50. La liaison pivot 60 peut être déplacée sous l'action du doigt de passage 20 en translation selon un axe X (référentiel représenté sur la figure 2), et/ou en 5 rotation selon l'axe X. Deux pivots glissant 30 permettent d'assurer une autre liaison entre d'une part l'axe 50 sur lequel est placée solidairement la fourchette 10 et d'autre part un carter 40. Dans la plupart des boîtes de vitesses, un axe 50 est dédié à une fourchette de commande 60, ce qui signifie que la plupart des boîtes de vitesses comportent généralement trois axes 50 et trois fourchettes 10. Si l'on souhaite augmenter le nombre de fourchettes 10 indépendantes (par exemple, 6 fourchettes) pour exécuter un changement de rapport, notamment pour obtenir des changements de démultiplication quasi instantanés par le fait que deux manchons de la boîte de vitesses (non représentés) sont déplacés indépendamment par les deux fourchettes 10 indépendantes correspondantes, la mise en oeuvre et plus particulièrement l'industrialisation d'une telle boîte de vitesses s'avère particulièrement délicate. En effet, l'encombrement induit par la multiplication des fourchettes indépendantes est très supérieur à celui d'une boîte de vitesses comportant un nombre moindre de fourchettes 10. En outre, il est encore nécessaire de veiller à ce que deux fourchettes d'un même module ( c'est-à- dire du même système de commutation permettant de gérer deux rapports consécutifs ) n'entrent jamais en interférence. L'augmentation du nombre de fourchettes 10 indépendantes nécessite donc de remettre en cause l'architecture originale d'une boîte de vitesses, étant donné notamment qu'il est délicat de gérer, avec précision et de façon suffisamment dynamique, l'actionnement de plusieurs fourchettes (en l'occurrence 2 ou 4 selon les cas) pendant le même changement de rapport. Bien qu'il soit possible d'associer et d'implanter un actionneur par fourchette, ceci n'est pas industriellement envisageable, du fait de l'encombrement disponible, notamment dans le cas de boîtes de vitesses en position transversale par rapport à la direction principale du véhicule, mais également du fait du haut degré de complexité 2909431 3 du contrôle à y associer et de la puissance et la dynamique de calcul nécessaire. En outre, de telles modifications nécessitent de modifier de nombreux éléments de la boîte de vitesses originale, limitant les possibilités de réutilisation d'éléments pré-existant et entraînant des coûts de conception 5 et d'industrialisation élevés. L'invention a notamment pour but de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet une commande de boîte de vitesses comportant dans un carter, une première fourchette et un premier 1 o doigt de passage disposés solidairement sur une liaison pivot glissant. La liaison pivot est adaptée à être déplacée sous l'action du premier doigt de passage en translation et/ou en rotation selon un axe. La commande de boîte de vitesse comporte: • une seconde fourchette disposée solidairement sur l'axe ; 15 • un second doigt de passage déporté sur l'axe. L'axe est adapté à être déplacé sous l'action du second doigt de passage en translation et/ou en rotation selon l'axe. La commande de boîte de vitesses comporte un tube guide adapté à assurer une liaison de type pivot glissant entre d'une part l'axe et d'autre part le carter. 20 Dans un mode de réalisation, la commande de boîte de vitesses comporte un billage entre le carter et l'axe, ledit billage indexant les positions de la seconde fourchette. La commande de boîte de vitesses peut aussi comporter un billage entre le fût de la première fourchette et l'axe, ledit 25 billage indexant les positions de la première fourchette. La commande de boîte de vitesses peut aussi comporter un billage situé entre le tube guide et l'axe, ledit billage indexant les positions de la seconde fourchette. Dans un autre mode de réalisation, la commande de boîte de 30 vitesses comporte un billage déporté sur le premier doigt de passage, ledit billage indexant les positions de la première fourchette. La commande de boîte de vitesse peut comporter un billage déporté sur le second doigt de passage, ledit billage indexant les positions de la seconde fourchette. La commande de boîte de vitesses peut aussi comporter un billage situé entre 2909431 4 le tube guide et le fût de la première fourchette, ledit billage indexant les positions de la première fourchette. L'invention a notamment pour avantages qu'elle est adaptable 5 sans modification structurelle majeure à un environnement de boîte de vitesses à au moins deux arbres à engrenages parallèles, en remplaçant les modules synchroniseurs par des modules comportant deux manchons actionnés à l'aide de deux fourchettes indépendantes. En outre, l'invention permet aux actionneurs d'agir indépendamment sur ces deux fourchettes 10 d'une part en utilisant la source de puissance d'actionnement de la boîte de vitesses manuelle robotisée de série (actionneur de technologie électrohydraulique ou pneumatique par exemple), et d'autre part en étant compatible de l'encombrement disponible par la conception originale au niveau de l'implantation de la commande interne. Plus généralement, 15 l'invention permet d'exploiter les caractéristiques de la boîte de vitesses de série, et plus particulièrement d'une boîte de vitesses manuelle pilotée (nombre d'axes fourchettes, actionneur de passage / sélection de rapport), afin de l'adapter à une autre technologie de changement de rapports. 20 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent : • la figure 1, un schéma d'une première architecture de commande de 25 boîte de vitesses selon l'état de la technique ; • La figure 2, un schéma d'une seconde architecture de commande de boîte de vitesses selon l'état de la technique ; 30 • la figure 3, un schéma d'une commande de boîte de vitesses ; • la figure 4, un schéma d'une commande de boîte de vitesses selon l'invention. 2909431 5 La figure 3 montrent par un schéma une commande de boîte de vitesses. Les éléments identiques aux éléments déjà présentés sur les autres figures portent les mêmes références. La commande de boîte de vitesses reprend sensiblement les mêmes composants principaux que 5 l'architecture de commande de boîte de vitesses représentée à la figure 2. La commande comporte notamment la première fourchette 10 et le premier doigt de passage 20 sur la liaison pivot glissant 60, la liaison pivot glissant étant disposée sur l'axe 50. La liaison pivot 60 peut être déplacée sous l'action du premier doigt de passage 20 en translation selon l'axe 50, et/ou 1 o en rotation selon l'axe 50. Deux pivots glissant 30 permettent d'assurer une autre liaison entre d'une part l'axe 50 sur lequel est placée solidairement la première fourchette 10 et d'autre part le carter 40. Ce type de commande de boîte de vitesses est industriellement réalisable avec les moyens de production existant. Plus particulièrement, l'actionneur est un actionneur 15 fabriqué en série et conservé en l'état ou sans modifications substantielles. La commande de boîte de vitesses comporte encore sur l'axe 50 une seconde fourchette 11 fixe ainsi qu'un second doigt de passage 21 déporté sur l'axe 50. L'axe 50 peut dont être déplacé sous l'action du second doigt de passage 21 en translation selon l'axe 50, et/ou en rotation selon l'axe 50. Sur 20 une même commande de vitesses sont implantées deux fourchettes 10 et 11 actionnées respectivement sur un même axe 50 par deux doigts de passage 20 et 21 distincts. Sur une commande de boîte de vitesses existante, il a donc été ajouté le second doigt de passage 21, permettant la manipulation de la seconde fourchette 11 additionnelle par un actionneur (non représenté). 25 Il est donc possible d'adapter la plupart des boîtes de vitesses manuelles pilotées existantes de façon à recevoir et à gérer facilement un nombre de fourchettes plus élevé que ce dont dispose la boîte de vitesses de série, la conception originale n'ayant pas été remise en cause. Il est possible de conserver et d'exploiter le contrôle des actionneurs de série (non 30 représentés), sur lequel on ne fait qu'associer celui de l'actionneur supplémentaire nécessaire pour la manipulation du doigt de commande 21. Cette commande de boîte de vitesse nécessite un encombrement limité. De plus, dans le cas où l'actionneur de série (non représenté) agissant sur le premier doigt de commande 20 dispose par défaut d'une ou plusieurs 35 électrovannes supplémentaires non utilisées, il n'est pas forcément 2909431 6 nécessaire d'implanter un actionneur supplémentaire pour agir sur le second doigt de commande 21 adjoint. En effet, il suffit alors d'adapter la ou les électrovannes supplémentaires non utilisées pour actionner le second doigt de commande 21. 5 La figure 4 montrent par un schéma une commande de boîte de vitesses selon l'invention. Les éléments identiques aux éléments déjà présentés sur les autres figures portent les mêmes références. La commande de boîte de vitesses selon l'invention comporte un tube guide 12 10 en lieu et place des deux pivots glissant 30. Le tube guide 12 assure alors une liaison de type pivot glissant entre d'une part l'axe 50 et d'autre part le carter 40. Le tube guide 12 a notamment pour fonction d'éviter qu'un déplacement de la fourchette 10 n'entraîne un déplacement de la fourchette 11. 15 Les trois positions d'une fourchette (rapport n engagé, rapport n+1 engagé, neutre) sont indexées par un billage dont le principal objet est de repérer et d'assurer que la position axiale souhaitée est bien atteinte. Un billage est généralement composé d'une ou plusieurs billes associées à un ressort précontraint qui applique un effort permanent sur la bille qui est de ce 20 fait plaquée contre un profil de gorges repérant une des trois positions de la fourchette associée. Ainsi, à titre d'exemple de réalisation, la commande de boîte de vitesses selon l'invention peut utiliser l'une des architectures de billage suivantes : -pour la seconde fourchette 11 solidaire de son axe 50 : billage 25 entre le carter 40 et l'axe 50 ; - pour la première fourchette 10 translatant sur son axe 50 : billage entre l'axe 50 et le fût de la première fourchette 10. Le billage peut également être déporté sur le premier ou le second doigt de passage 21 et/ou 20. Le billage pourra aussi selon le mode de réalisation 30 être situé entre le tube guide 12 et l'axe 50, ou entre le tube guide 12 et le fût de la première fourchette 10. REVENDICATIONS 1. Commande de boîte de vitesses comportant dans un carter (40), une première fourchette (10) et un premier doigt de passage (20) disposés solidairement sur une liaison pivot glissant (60), la liaison pivot (60) étant adaptée à être déplacée sous l'action du premier doigt de passage (20) en translation et/ou en rotation selon un axe (50), ladite commande de boîte de vitesse comportant : • une seconde fourchette (11) disposée solidairement sur l'axe (50) ; • un second doigt de passage (21) déporté sur l'axe (50), ledit axe (50) étant adapté à être déplacé sous l'action du second doigt de 1 o passage (21) en translation et/ou en rotation selon l'axe (50), caractérisé en ce qu'elle comporte un tube guide (12) adapté à assurer une liaison de type pivot glissant entre d'une part l'axe (50) et d'autre part le carter (40). 2. Commande de boîte de vitesses selon la revendication précédente 15 caractérisée en ce qu'elle comporte un billage entre le carter (40) et l'axe (50), ledit billage indexant les positions de la seconde fourchette (11). 3. Commande de boîte de vitesses selon l'une des quelconques revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte un billage 20 entre le fût de la première fourchette (10) et l'axe (50), ledit billage indexant les positions de la première fourchette (10). 4. Commande de boîte de vitesses selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un billage déporté sur le premier doigt de passage (20), 25 ledit billage indexant les positions de la première fourchette (10). 5. Commande de boîte de vitesses selon l'une des quelconques revendications 1 ou 4 caractérisée en ce qu'elle comporte un billage déporté sur le second doigt de passage (21), ledit billage indexant les positions de la 30 seconde fourchette (11). 6. Commande de boîte de vitesses selon la revendication 2 caractérisée en ce qu'elle comporte un billage situé entre le tube guide (12) et l'axe (50), ledit billage indexant les positions de la seconde fourchette (11). 2909431 8 7. Commande de boîte de vitesses selon l'une des quelconques revendications 2 ou 6 caractérisée en ce qu'elle comporte un billage situé entre le tube guide (12) et le fût de la première fourchette (10), ledit billage 5 indexant les positions de la première fourchette (10).