Brevet FR2942178A1 — publié le 20100820

L'invention concerne, de façon générale, un dispositif de transmission de couple associé à un moteur thermique. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de transmission de couple pour véhicule à moteur, comprenant au moins un embrayage mécanique conçu pour adopter un état instantané auquel correspond un taux de transmission de couple sélectivement choisi entre 0% et 100%0, une boîte de vitesses manuelle conçue pour adopter sélectivement une configuration active choisie parmi un ensemble de configurations possibles et à chacune desquelles correspond un rapport de vitesses prédéterminé, et un levier de vitesse manuel relié à la boîte de vitesses et adoptant, sous l'effet de son actionnement, une configuration déterminant la configuration active de la boîte de vitesses. Les boîtes de vitesses de véhicules automobiles actuels se répartissent en trois catégories, à savoir les boîtes de vitesses dites "manuelles", les boîtes de vitesses dites "robotisées", et les boîtes de vitesses dites "automatiques". Dans les boîtes de vitesses manuelles, la liaison entre le levier de vitesse, situé dans l'habitacle, et la boîte de vitesses, située sous le capot près du bloc moteur, est purement mécanique, c'est-à-dire qu'elle est réalisée à l'aide d'un câble. Les véhicules équipés d'une telle boîte possèdent généralement aussi un embrayage mécanique, c'est-à-dire que la pédale d'embrayage est également reliée mécaniquement à la boîte de vitesses. Les boîtes de vitesses robotisées sont des boîtes de vitesses manuelles standard auxquelles a été greffé un système électrotechnique automatisé qui pilote la sélection des vitesses et de l'embrayage. Un tel système automatisé, souvent associé à un système hydraulique de passage de vitesses, est situé au niveau de la boîte de vitesses et assure la liaison entre le levier de vitesse et la boîte de vitesses de manière électronique. En mode automatique, une boîte de vitesses robotisée se comporte comme une boîte automatique, changeant les rapports de vitesses au moment le plus opportun. En mode semi-automatique, une boîte de vitesses robotisée assiste le conducteur en lui laissant le soin de requérir (à l'aide de boutons, ou d'un levier) le passage des rapports de vitesses, la requête n'étant toutefois exécutée que lorsque les conditions de passage de vitesses sont réunies. Dans les boîtes de vitesses automatiques, le passage des vitesses se fait de manière complètement automatique et autonome. Comme dans les boîtes de vitesses robotisées, les passages de vitesses sont gérés par un système électro-hydraulique piloté par un calculateur électronique. L'embrayage est remplacé par un convertisseur de couple hydraulique. Le levier de vitesse a pour seule fonction d'indiquer au système de pilotage 2 de la boîte la position sélectionnée par le conducteur, et ce système de pilotage choisit le rapport de boîte de vitesses le plus approprié selon la position de la pédale d'accélérateur, la vitesse du véhicule, etc. Les rapports de boîte de vitesses sont déterminés par le calculateur électronique du véhicule et le sélecteur électro-hydraulique 5 adapte le rapport à partir de l'instruction qui lui est donnée par le calculateur. Les boîtes de vitesses et les embrayages manuels présentent l'inconvénient notoire que le levier de vitesse est très intrusif dans l'habitacle du véhicule. En effet, compte tenu de la liaison mécanique entre le levier de vitesse et la boîte de vitesses, il n'est pas possible d'envisager d'autres interfaces homme-machine qu'un levier 10 sélectionnant différentes positions, situé a la droite du conducteur, et idéalement aligné avec la boîte de vitesses. Pour autant, les boîtes de vitesses manuelles sont très populaires dans certaines parties du monde et notamment en Europe, et demeurent, parmi les différents types de boîtes de vitesses, les boîtes de vitesses les moins chères à produire. 15 Les boîtes de vitesses robotisées offrent un choix plus large quant à la conception de l'interface homme-machine que constitue le levier de vitesse, puisque ce dernier peut notamment être réalisé sous la forme de boutons sur le volant du véhicule, tels qu'ils existent déjà pour les voitures de rallye. Cependant, le coût d'une telle boîte de vitesses reste élevé, car la conception d'une boîte de vitesses robotisée est spécifique et plus 20 compliquée que celle d'une boîte de vitesses manuelle. Les boîtes de vitesses automatiques ne sont pas très populaires dans certaines parties du monde et notamment en Europe. En effet, en plus d'un coût de fabrication très élevé, les boîtes de vitesses automatiques présentent plusieurs inconvénients, à savoir notamment une consommation accrue de carburant, résultant des frictions des différents 25 pièces mécaniques et hydrauliques, un certain inconfort des usagers qui subissent des changements de vitesse à leur insu, etc. Néanmoins, les boîtes de vitesses automatiques permettent, comme les boîtes de vitesses robotisées, un choix plus large d'interfaces homme-machine pour la conception du levier de vitesse, les vitesses pouvant par exemple être sélectionnées à l'aide de 30 boutons sur le tableau de bord. Il apparaît cependant qu'aucun des dispositifs connus de transmission de couple ne présente simultanément l'avantage du faible coût de production qui caractérise la boîte de vitesses manuelle et l'embrayage mécanique, et l'avantage d'une flexibilité de l'interface homme-machine au niveau du levier de vitesse, qui caractérise les deux autres 35 types de boîtes de vitesses. Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un dispositif de transmission de couple conçu pour satisfaire simultanément ces deux besoins. A cette fin, le dispositif de transmission de couple de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le levier de vitesse est dépourvu de toute liaison mécanique avec la boîte de vitesses, et en ce que ce dispositif comprend en outre au moins un premier capteur conçu pour délivrer un signal de sortie représentatif de l'actionnement du levier de vitesse, un premier moteur d'actionnement conçu pour sélectionner la configuration active de la boîte de vitesses, et une unité logique au moins conçue pour recevoir le signal de sortie du premier capteur et pour commander le premier moteur d'actionnement dans un sens propre à sélectionner la configuration active de la boîte de vitesses correspondant à l'actionnement du levier de vitesse détecté par le premier capteur. Dans la mesure où il contrôle electroniquement l'unité logique par l'intermédiaire du premier capteur, le levier de vitesse peut prendre la forme d'un ou plusieurs boutons de commande sur le volant moteur ou d'un petit levier sélectionnant différentes positions situé sur le tableau de bord, et cesse donc d'être intrusif dans l'habitacle. De plus, ce dispositif n'entraîne pas de surcoût comparable à celui qu'engendrent une boîte de vitesses robotisée ou une boîte de vitesses automatique, puisque la boîte de vitesses et l'embrayage du dispositif de l'invention restent purement mécaniques. Néanmoins, le passage des vitesses est réalisé de façon radicalement différente de celle qui est utilisée dans le cas d'une boîte de vitesses automatique ou robotisée, puisqu'il se fait à l'aide d'un levier de vitesse synchronisé sur la position de l'embrayage mécanique. Dans un premier mode de réalisation possible, il est prévu que ce dispositif comprenne en outre une pédale d'embrayage et un deuxième capteur, la pédale d'embrayage étant sélectivement actionnée pour commander l'état instantané de l'embrayage mécanique, et le deuxième capteur étant conçu pour délivrer un signal de sortie représentatif de l'état instantané de l'embrayage, et que l'unité logique soit également conçue pour recevoir le signal de sortie du deuxième capteur et pour commander le premier moteur d'actionnement de façon synchronisée avec l'état instantané de l'embrayage détecté par le deuxième capteur. Dans un deuxième mode de réalisation possible, il est prévu que ce dispositif comprenne en outre un deuxième moteur d'actionnement conçu pour commander l'état instantané de l'embrayage, et que l'unité logique soit également conçue pour commander les premier et deuxième moteurs d'actionnement de façon synchronisée en réponse au signal de sortie du premier capteur. Dans tous les cas, le dispositif de l'invention peut avantageusement comporter en outre un moteur de rétroaction commandé par l'unité logique et appliquant sélectivement au levier de vitesse, en fonction au moins du signal de sortie du premier capteur et lors de I'actionnement de ce levier, une force de résistance simulant la résistance typiquement développée par un levier de vitesse mécaniquement relié à une boîte de vitesses. Le dispositif de l'invention permet ainsi de restituer au conducteur les sensations d'une boîte de vitesses manuelle reliée mécaniquement au levier de vitesse, et d'optimiser la synchronisation avec l'embrayage. Dans le premier mode de réalisation, l'unité logique peut aussi être conçue pour commander l'application au levier de vitesse, par le moteur de rétroaction et en fonction des signaux de sortie des premier et deuxième capteurs, d'une force de résistance interdisant un actionnement déterminé de ce levier en-dehors des configurations actives de la boîte de vitesses et des états instantanés de l'embrayage qui autorisent typiquement un actionnement correspondant d'un levier de vitesse relié mécaniquement à une boîte de vitesses. Ainsi, non seulement le conducteur utilisant le dispositif de l'invention sera en mesure de percevoir les changements de rapports de boîte de la même manière que pour une boîte manuelle dans un dispositif classique de transmission de couple, mais il rencontrera en outre la même sensation de blocage du levier de vitesse s'il tente par exemple de changer de vitesse sans débrayer. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la 20 description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est un schéma illustrant le premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est un schéma illustrant le deuxième mode de réalisation de 25 l'invention. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un dispositif de transmission de couple pour véhicule à moteur du type de ceux qui comprennent notamment un embrayage mécanique EMB, une boîte de vitesses manuelle BV, et un levier de vitesse manuel ACT_1, le dispositif illustré à la figure 1 comprenant en outre une 30 pédale d'embrayage ACT_2. L'embrayage mécanique EMB, qui est interposé entre un moteur thermique MO_THER et la boîte de vitesses BV, est conçu pour adopter à tout moment un état instantané auquel correspond un taux de transmission de couple, entre le moteur MO_THER et la boîte de vitesses BV, sélectivement choisi entre 0% et 100%. 35 La boîte de vitesses manuelle BV est elle-même conçue pour adopter une configuration active choisie parmi un ensemble de configurations possibles et à chacune desquelles correspond un rapport de vitesses prédéterminé entre le couple que cette boîte de vitesse BV reçoit à son entrée en provenance de l'embrayage EMB, et le couple que cette boîte BV transmet aux roues à sa sortie. Le levier de vitesse manuel ACT_1 est relié, d'un point de vue fonctionnel, à la boîte de vitesses BV et adopte, sous l'effet de son actionnement par le conducteur du véhicule, une configuration qui détermine la configuration active de la boîte de vitesses BV. Selon l'invention, le levier de vitesse ACT_1 est dépourvu de toute liaison mécanique avec la boîte de vitesses BV, contrairement à ce qui est le cas dans les transmissions purement manuelles et mécaniques. Par ailleurs, le dispositif de l'invention comprend en outre au moins (figures 1 et 2) un premier capteur CAPT_1, un premier moteur d'actionnement MOT_1, et une unité logique LOG_SYNC. Le premier capteur CAPT_1 est conçu pour délivrer un signal de sortie représentatif de l'actionnement du levier de vitesse ACT_1, et donc notamment de l'état de ce levier de vitesse avant chaque actionnement de la part du conducteur et après cet actionnement. Le premier moteur d'actionnement MOT_1 est conçu pour sélectionner la configuration active de la boîte de vitesses BV,. c'est-à-dire pour agir mécaniquement sur cette boîte de manière à la placer dans une configuration active souhaitée. L'unité logique LOG_SYNC est, quant à elle, notamment conçue pour recevoir le signal de sortie du premier capteur CAPT_1 et pour commander le premier moteur d'actionnement MOT_1 dans un sens propre à sélectionner la configuration active de la boîte de vitesses BV qui correspond à l'actionnement du levier de vitesse ACT_1 tel qu'il a été détecté par le premier capteur CAPT_1. Dans un premier mode de réalisation possible, illustré à la figure 1, le dispositif de l'invention comprend en outre un deuxième capteur CAPT_2, et une pédale d'embrayage classique ACT_2, c'est-à-dire une pédale sélectivement actionnée pour commander l'état instantané de l'embrayage mécanique EMB. Dans ce cas, le deuxième capteur CAPT_2 est conçu pour délivrer un signal de sortie représentatif de l'état instantané de l'embrayage EMB, et l'unité logique LOG_SYNC est elle-même conçue pour recevoir, en plus du signal de sortie du premier capteur CAPT_1, le signal de sortie du deuxième capteur CAPT 2, et pour commander le premier moteur d'actionnement MOT_1 de façon synchronisée avec l'état instantané de l'embrayage EMB tel qu'il a été détecté par le deuxième capteur CAPT_2. Dans un deuxième mode de réalisation possible, illustré à la figure 2 et dans lequel le dispositif de l'invention est dépourvu de pédale d'embrayage, ce dispositif comprend en revanche un deuxième moteur d'actionnement MOT_2 conçu pour commander l'état instantané de l'embrayage EMB, et l'unité logique LOG_SYNC est conçue pour commander, à la fois et de façon synchronisée, le premier moteur d'actionnement MOT_1 et le deuxième moteur d'actionnement MOT 2 en réponse au signal de sortie du premier capteur CAPT_1. Dans tous les cas, le dispositif de l'invention comporte de préférence un moteur de rétroaction MOT_R commandé par l'unité logique LOG_SYNC. Ce moteur de rétroaction MOT_R peut être commandé par l'unité logique LOG_SYNC de manière à appliquer sélectivement au levier de vitesse ACT 1, en fonction au moins du signal de sortie du premier capteur CAPT_1 et lors de l'actionnement de ce levierACT_1, une force de résistance qui simule la résistance typiquement développée par le levier de vitesse d'un dispositif de transmission mécanique classique doté d'un levier de vitesse mécaniquement relié à une boîte de vitesses manuelle. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le moteur de rétroaction MOT_R peut aussi être commandé par l'unité logique LOG_SYNC de manière à appliquer au levier de vitesse ACT_1, en fonction de la combinaison des signaux de sortie des deux capteurs CAPT_1 et CAPT 2, une force de résistance interdisant un actionnement déterminé de ce levier ACT_1 en-dehors des configurations actives de la boîte de vitesses BV et des états instantanés de l'embrayage EMB pour lesquels un tel actionnement serait autorisé dans un dispositif de transmission mécanique classique doté d'un levier de vitesse mécaniquement relié à une boîte de vitesses manuelle. REVENDICATIONS1. Dispositif de transmission de couple pour véhicule à moteur, comprenant au moins un embrayage mécanique (EMB) conçu pour adopter un état instantané auquel correspond un taux de transmission de couple sélectivement choisi entre 0% et 100%, une boîte de vitesses manuelle (BV) conçue pour adopter sélectivement une configuration active choisie parmi un ensemble de configurations possibles et à chacune desquelles correspond un rapport de vitesses prédéterminé, et un levier de vitesse manuel (ACT_1) relié à la boîte de vitesses (BV) et adoptant, sous l'effet de son actionnement, une configuration déterminant la configuration active de la boîte de vitesses (BV), caractérisé en ce que le levier de vitesse (ACT_1) est dépourvu de toute liaison mécanique avec la boîte de vitesses (BV), et en ce que ce dispositif comprend en outre au moins un premier capteur (CAPT_1) conçu pour délivrer un signal de sortie représentatif de l'actionnement du levier de vitesse (ACT_1), un premier moteur d'actionnement (MOT_1) conçu pour sélectionner la configuration active de la boîte de vitesses (BV), et une unité logique (LOG_SYNC) au moins conçue pour recevoir le signal de sortie du premier capteur (CAPT_1) et pour commander le premier moteur d'actionnement (MOT_1) dans un sens propre à sélectionner la configuration active de la boîte de vitesses (BV) correspondant à l'actionnement du levier de vitesse (ACT_1) détecté par le premier capteur (CAPT_l ). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pédale d'embrayage (ACT_2) et un deuxième capteur (CAPT_2), la pédale d'embrayage (ACT_2) étant sélectivement actionnée pour commander l'état instantané de l'embrayage mécanique (EMB), et le deuxième capteur (CAPT_2) étant conçu pour délivrer un signal de sortie représentatif de l'état instantané de l'embrayage (EMB), et en ce que l'unité logique (LOG_SYNC) est également conçue pour recevoir le signal de sortie du deuxième capteur (CAPT_2) et pour commander le premier moteur d'actionnement (MOT_1) de façon synchronisée avec l'état instantané de l'embrayage (EMB) détecté par le deuxième capteur (CAPT_2). 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un deuxième moteur d'actionnement (MOT_2) conçu pour commander l'état instantané de l'embrayage (EMB), et en ce que l'unité logique (LOG_SYNC) est également conçue pour commander les premier et deuxième moteurs d'actionnement (MOT_1; MOT_2) de façon synchronisée en réponse au signal de sortie du premier capteur (CAPT_1). 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moteur de rétroaction (MOT_R) commandé par l'unité logique (LOG_SYNC) et appliquant sélectivement au levier de vitesse (ACT_1), en fonction au moins du signal de sortie du premier capteur (CAPT_1) et lors de l'actionnement de ce levier (ACT 1), une force de résistance simulant la résistance développée par un levier de vitesse mécaniquement relié à une boîte de vitesses. 5. Dispositif suivant les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que l'unité logique (LOG_SYNC) est conçue pour commander l'application au levier de vitesse (ACT_1), par le moteur de rétroaction (MOT_R) et en fonction des signaux de sortie des premier et deuxième capteurs (CAPT_1, CAPT_2), d'une force de résistance interdisant un actionnement déterminé de ce levier (ACT_1) en-dehors des configurations actives de la boîte de vitesses (BV) et des états instantanés de l'embrayage (EMB) autorisant un actionnement correspondant d'un levier de vitesse relié mécaniquement à une boîte de vitesses.