Brevet FR2951237A1 — publié le 20110415

- 1 - TRANSMISSION ROBOTISEE A PASSAGE SOUS COUPLE La présente invention se rapporte à une transmission comprenant une boîte de vitesses robotisée à passages sous 5 couple. Plus précisément, elle a pour objet une transmission de véhicule qui comprend une boîte de vitesses robotisée à arbres parallèles et à engrenages, reliée au volant d'inertie du moteur du véhicule par un embrayage d'entrée. 10 La boîte concernée comporte un arbre primaire relié à l'embrayage d'entrée et supportant plusieurs pignons fous de vitesse, et un arbre secondaire supportant des pignons fixes qui engrènent avec les pignons fous du primaire et pignon d'attaque sur le différentiel du véhicule. 15 La plupart des transmissions robotisées utilisent une boîte de vitesses à engrenages conventionnelle, associée à un embrayage d'entrée piloté. Elles présentent une rupture de couple lors des passages de vitesses. L'à-coup de couple, ressenti par le conducteur et les passagers, réduit 20 leur agrément de conduite. Certaines réalisations, illustrées par exemple p publication FR 2 830 592, utilisent un premier embrayage placé en entrée de boîte, entre le moteur et celle-ci, et un deuxième embrayage servant à dériver une partie de la 25 puissance et maintenir la chaîne en couple lors du passage. On parle alors de boîtes à dérivation de couple. Ces boîtes ont des passages montants sous couple, mais généralement les passages descendants sont à rupture de couple. La présente invention vise à réaliser une transmission 30 robotisée à dérivation de couple, mono-embrayage, à passages sous couple. Dans ce but, elle propose que l'arbre primaire de la boîte soit lié en rotation de façon permanente au volant 2951237 - 2 - d'inertie, et qu'il soit entouré d'un arbre de renvoi creux, relié au volant d'inertie du moteur par l'intermédiaire de l'embrayage d'entrée. De préférence, l'arbre creux supporte un pignon fou. Dans un mode de réalisation non limitatif de cette transmission, le pignon fou supporté par l'arbre creux est celui du rapport le plus élevé de marche avant. Cette transmission robotisée mono-embrayage bénéficie d'un apport de couple en passage montant et descendant, en séquentiel ou non. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention, en se reportant aux dessins annexés, sur 15 lesquels les figures 1 à 6D sont des schémas cinématiques de la transmission, respectivement - au point mort sur la figure 1, - en décollage en première sur la figure 2, - en roulage en première sur la figure 3, 20 - en passage montant première seconde sur les figures 4A à 4D, - en décollage et roulage marche arrière sur la figure 5, en passage descendant troisième deuxième sur les 25 figures 6A à 6D. La boîte de vitesses 1 des schémas, est reliée en prise directe au volant moteur d'inertie 2 du moteur (non représenté) par son arbre primaire 3, fixé sur celui-ci. L'arbre primaire 3 porte un arbre de renvoi concentrique creux 4 et les pignons fous de tous les rapports de marche avant, sauf celui du rapport le plus élevé, ici la cinquième. L'arbre creux 4 est libre en rotation par 2951237 - 3 - rapport au primaire 3. Sur la ligne primaire, on trouve de la gauche vers la droite le pignon fou de cinquième 6, un premier dispositif d'engagement 7 comportant un baladeur qui intègre un pignon de marche arrière 8, le pignon fou de 5 première 9, un deuxième dispositif d'engagement de première et deuxième 11, le pignon fou de deuxième 12, le pignon fou de troisième 13, un troisième dispositif d'engagement de troisième et de quatrième 14, et le pignon fou de quatrième 16. Le pignon fou de cinquième 6 tourne autour de l'arbre de renvoi creux 4, tandis que les pignons fous de première 9, de deuxième 12, de troisième 13 et de quatrième 16, tournent directement autour de l'arbre primaire 3. Un embrayage 17 permet de relier le volant moteur 2 à l'arbre creux 4. II intervient notamment lors des décollages du véhicule (départ arrêté en marche avant ou en marche arrière, et pour faire passer du couple aux roues pendant les passages de vitesses montants et descendants. En résumé, l'arbre primaire 3 est lié en rotation de façon permanente au volant d'inertie 2, et il est entouré par l'arbre creux 4, lui-même relié au volant d'inertie 2 par l'embrayage d'entrée 17. L'arbre secondaire 18 porte de la gauche vers la droite le pignon d'attaque 19 du différentiel 21, le pignon fixe de cinquième 22, un quatrième dispositif d'engagement 23 de marche arrière, le pignon fou de marche arrière 24, et les pignons fixes des rapports de première 26, de deuxième 27, de troisième 28 et de quatrième 29. L'arbre creux 4 supporte ainsi un pignon fou 6, de préférence celui du rapport le plus élevé, le cinquième rapport, dans l'exemple décrit. Le pignon fou de cinquième 6, peut être solidarisé à l'arbre creux 4 par le dispositif d'engagement 7 dont le baladeur intègre le pignon de marche arrière 8. Le même dispositif d'engagement 7 peut également 2951237 - 4 - engager en rotation pignon fou de première 9, sur l'arbre primaire 3 boîte comporte ainsi un dispositif d'engagement particulier 7 (dont le baladeur intègre le pignon de marche 5 arrière) porté par l'arbre creux, et trois autres dispositifs d'engagement 11, 14, 23 respectivement placés entre les pignons fous de première et de deuxième 9, 12 (sur l'arbre primaire), de troisième et de quatrième 13, 16 (sur l'arbre primaire), et à côté du pignon fou de marche 10 arrière 24 (sur l'arbre secondaire). Le pignon fou de première 9 est de préférence placé à proximité du dispositif d'engagement 7 de l'arbre creux 4. Les pignons des rapports intermédiaires et de marche arrière, et leurs dispositifs d'engagement 11, 14, 23 27, 15 28, 29 peuvent être des éléments classiques de boîte manuelle. Le pignon fou de première 9 est donc, soit libre sur le primaire 3, soit solidarisé à l'arbre creux par le dispositif d'engagement 7, soit solidarisé au primaire par le baladeur 11, 20 fonctionnement de la transmission est suivant. Sur la figure 1, la boite est au point mort. L'embrayage 17 est fermé, et aucun pignon fou n'est engagé. Lors d'un décollage en première (figure 2), l'embrayage 17 est ouvert et le pignon fou de première 9 25 est engagé sur l'arbre creux 4 par le premier dispositif d'engagement 7, puis l'embrayage 17 est refermé en glissant. Une fois le décollage effectué, l'arbre creux 4 est libéré du pignon de première 9 pour pouvoir être utilisé 30 pendant les passages. On déplace le dispositif d'engagement de première et de deuxième 11. Cette opération est possible car il n'y pas, à ce stade, d'écart de vitesse entre l'arbre creux 4 et le primaire 3. On libère ensuite l'arbre 2951237 - 5 - creux 4, en dégageant le premier dispositif 7, et on ouvre l'embrayage 17 pour arriver sur la figure 3 (roulage en première). Le pignon fou de première 9, est donc dégagé de l'arbre creux 4, après le décollage du véhicule. 5 Le passage montant de première en deuxième, s'effectue ainsi a) figure 4A (préparation du passage) : l'embrayage 17 étant ouvert, le pignon fou de cinquième 6 est craboté sur l'arbre creux 4 (figure 4B) ; un estompage du couple moteur 10 est réalisé à ce stade, b) figure 4B : l'embrayage 17 est progressivement refermé jusqu'à l'annulation du couple dans le pignon du rapport de première 9 ; le pignon de première 9 est désengagé et la transmission du mouvement se fait alors 15 intégralement par glissement (figure 4C) sur la descente de cinquième, c) le couple moteur est alors coupé, ou réduit, et le moteur est ralenti par le glissement. Quand on obtient l'égalisation de la vitesse du primaire 3 (donc du moteur) 20 avec la vitesse du pignon fou de deuxième 12, ce dernier est craboté ; le rapport de deuxième est alors engagé, et l'embrayage peut être libéré (figure 4D). Les autres passages montants, séquentiels ou avec des sauts de rapport, s'effectuent de façon analogue, en 25 gardant le pignon fou de cinquième 6 engagé et en fermant temporairement l'embrayage 17. pour faire passer le couple par glissement sur la cinquième pendant le passage. Le passage de quatrième en cinquième est cependant plus simple, car il ne nécessite pas de crabotage en fin de 30 passage. En résumé, les passages sur les rapports de rang supérieur à un s'effectuent en ouvrant l'embrayage d'entrée, en engageant le pignon 6 de l'arbre creux 4 sur celui-ci, et en refermant temporairement l'embrayage 2951237 - 6 - d'entrée 17, de manière à dériver le couple sur ce pignon pendant le changement de rapport. Le décollage en marche arrière est illustré par la figure 5 : l'embrayage 17 est ouvert et le pignon fou de 5 marche arrière 24 est engagé sur l'arbre secondaire par le quatrième dispositif d'engagement 23, puis l'embrayage est refermé en glissant (figure 5). En roulage en marche arrière, on reste sur l'arbre creux 4 (embrayage fermé). En passage descendant, par exemple de troisième en 10 deuxième (figures 6A à 6D), les phases sont les mêmes que pour les passages montants, mais avec un engagement du pignon fou de première 9 sur l'arbre creux 4 à la place du pignon de cinquième a) le pignon fou de première 9 est craboté sur l'arbre 15 creux après ouverture de l'embrayage (figure 6B), b) l'embrayage est fermé, faisant transiter progressivement le couple par pignon de première 9 (figure 6B) c) le pignon de troisième 13 est décraboté (figure 6C) 20 d) le pignon de deuxième 12 est craboté, l'embrayage est ouvert (figure 6D) Les autres passages descendants s'effectuent de façon analogue, à l'exception du passage de deuxième en première qui est plus simple, car il ne nécessite pas de crabotage 25 en fin de passage. La transmission décrite ci-dessus, et illustrée par les figures, est un exemple de réalisation non limitatif de l'invention. En variante, on peut avoir un nombre de rapports quelconque différent (quatre, cinq, six ou plus), 30 un nombre d'arbres secondaires (un, deux ou trois), et des dispositifs de synchronisation et/ou de crabotage dits « d'engagement de divers types (en particulier crabot, 2951237 - 7 - synchroniseur, coupleur, roue libre simple, ou double avec et sans pilotage). Ces éléments, à l'exception des rapports de décollage (en première et en marche arrière), et du rapport le plus 5 long, peuvent être placés indifféremment sur le primaire ou sur un des arbres secondaires (ou intermédiaire pour la marche arrière). La transmission peut être contrôlée au moyen de systèmes de pilotage variés, associés ou non à des 10 capteurs. Il est à noter que la position de repos de l'embrayage peut être ouverte ou fermée. Un dispositif de filtration ou d'amortissement des vibrations, en particulier un DVA (Double Volant Amortisseur), ou un moyeu amortisseur, peut être installé sur le volant, ou dans la 15 boîte de vitesse. Enfin, l'invention s'applique à aussi bien à une architecture longitudinale qu'à une architecture transversale, par propulsion ou par traction, hybride ou encore à quatre roues motrices. 20 REVENDICATIONS1. Transmission de véhicule qui comprend une boîte de vitesses robotisée (1) à arbres parallèles et à engrenages reliée au volant d'inertie (2) du moteur du véhicule par un embrayage d'entrée {17), la boîte comportant un arbre primaire (3) relié à l'embrayage d'entrée (17) et supportant plusieurs pignons fous de vitesse (9, 12, 13, 16) et un arbre secondaire (18) supportant des pignons fixes (22, 26, 27, 28, 29) qui engrènent avec les pignons fous du primaire et un pignon d'attaque (19) sur le différentiel (21) du véhicule, caractérisée en ce que l'arbre primaire (3) est lié en rotation de façon permanente au volant d'inertie (2), et en ce qu'il est entouré d'un arbre de renvoi creux (4), relié au volant d'inertie (2) par l'intermédiaire de l'embrayage d'entrée (17). 2. Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arbre creux (4) supporte un pignon fou (6). 3. Transmission selon la revendication 2, caractérisée en ce que le pignon fou (6) supporté par l'arbre creux (4) est celui du rapport le plus élevé de marche avant. 4. Transmission selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que le pignon (6) de l'arbre creux peut être solidarisé à celui-ci par un dispositif d'engagement (7). 5. Transmission selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif d'engagement (7) de l'arbre creux est porté par un baladeur (7a) intégrant un pignon de marche arrière (8). 6. Transmission selon revendication 5, caractérisée en ce que pignon fou de première (9) est placé sur 2951237 - 9 l'arbre primaire (3), à proximité dispositif d'engagement (7) de l'arbre creux (4). 7. Transmission selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le décollage en 5 première s'effectue en ouvrant l'embrayage d'entrée (17), en engageant le pignon de première (9) sur l'arbre creux (4) puis en refermant progressivement l'embrayage d'entrée (17). 8. Transmission selon la revendication 7, caractérisée IO en ce que le pignon de première (9) est dégagé de l'arbre creux (4) après le décollage du véhicule. 9. Transmission selon la revendication 9, caractérisée en ce que les passages montants sur les rapports de rang supérieur à un s'effectuent en ouvrant l'embrayage d'entrée 15 (17), en engageant le pignon (6) de l'arbre creux (4) sur celui-ci, et en refermant temporairement l'embrayage d'entrée (17) de manière à dériver le couple sur ce pignon pendant le changement de rapport. 10. Transmission selon l'une des revendications 20 précédentes, caractérisée en ce que les passages descendants s'effectuent en crabotant le pignon fou de première (9) sur l'arbre creux (4) après ouverture de l'embrayage (17), puis en fermant l'embrayage, de manière à faire transiter progressivement le couple par le pignon de 25 première (9) pendant le changement de rapport. 11. Transmission selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les décollages en marche arrière s'effectuent en ouvrant l'embrayage {17), puis en engageant le pignon fou de marche arrière (24) sur 30 l'arbre secondaire (18) et en refermant l'embrayage.