Brevet FR3031787A1 — publié le 20160722

PIGNON DE FREIN DE PARKING À DENTS ET ESPACES DISTRIBUÉS SELON UNE SÉQUENCE DE SCRAMBLER, POUR UNE BOÎTE DE VITESSES DE VÉHICULE L'invention concerne les boîtes de vitesses qui comprennent un pignon de frein de parking et qui équipent certains véhicules, éventuellement de type automobile. Comme le sait l'homme de l'art, de nombreuses boîtes de vitesses de 1 o véhicule comprennent des éléments dont les vibrations se propagent en interne et induisent des bruits qui sont amplifiés (et alors parfois appelés sirènes), notamment par leur carter. C'est notamment le cas du pignon (ou roue) de frein de parking qui est monté sur la ligne d'arbre d'une boîte de vitesses automatique et d'une 15 boîte de vitesses à double embrayage (ou DCT). En effet, ce pignon barbote fréquemment dans l'huile et donc, lorsque le front d'une dent qui est placée dans l'air heurte la nappe d'huile, cela provoque une micro excitation de la ligne d'arbre qui se propage via cette dernière et les roulements jusqu'aux carters de la boîte de vitesses. Ces micro excitations font alors l'objet d'une 20 amplification modale au niveau de la peau de carter qui se traduit par un effet de sirène dont l'ordre est fonction du nombre de dents. Afin de réduire l'effet sirène, il a été proposé dans l'art antérieur de réduire l'amplification modale des micro excitations en utilisant des pignons de frein de parking dont les dents présentent trois extensions différentes 25 revenant périodiquement. Par exemple, une roue à douze dents est subdivisée en quatre secteurs de 900 comprenant choeun dans un ordre prédéfini une dent présentant une petite extension, un espace, une dent présentant une extension moyenne, un espace, une dent présentant une grande extension et un espace, tous les espaces ayant une même extension. 30 Cet agencement permet de supprimer la sirène dite H12 (induite par douze dents identiques), mais il induit trois autres sirènes dites H4 résultant des positions périodiques respectivement des quatre petites dents, des quatre dents moyennes et des quatre grandes dents. En d'autres termes, on obtient une répartition de l'énergie de la sirène H12 sur les trois sirènes H4, ce qui réduit l'intensité totale du bruit de sirène mais n'empêche pas que ce dernier soit entendu par les usagers du véhicule (en plus sur trois fréquences centrales différentes). L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet un pignon de frein de parking, destiné à faire partie d'une boîte de vitesses de véhicule, et comprenant des dents séparées les unes des autres par des espaces ayant une extension la primaire appartenant à un groupe comprenant au moins une valeur, et présentant chacune une extension secondaire appartenant à un groupe comprenant au moins deux valeurs différentes, les extensions primaire(s) et secondaires des espaces et des dents successifs étant définies par une séquence binaire pseudo-aléatoire dite de « Scrambler » fonction d'un 15 nombre N de subdivisions indivisibles du pignon. On entend ici par « séquence binaire pseudo-aléatoire (ou PRBS (« Pseudo-Random Binary Sequence »)) dite de Scrambler » une suite de bits (de valeurs 0 ou 1) qui présente un caractère pseudo-aléatoire et qui est obtenue par la mise en oeuvre de la méthode de Scrambler. Ce type de 20 séquence est connu dans la littérature sous l'appellation anglaise « PRBS Scrambler ». Ainsi, on obtient un pignon de frein de parking dépourvu de périodicité sur un tour et donc qui provoque des micro excitations dont l'énergie des harmoniques est dissipée sur plusieurs harmoniques et dont la coloration du 25 bruit est proche de celle des moteurs thermiques, laquelle est familière des usagers des véhicules. Le pignon de frein de parking selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : 30 - la séquence binaire pseudo-aléatoire peut être celle qui est dite de « Scrambler additive » ; > la séquence binaire pseudo-aléatoire de Scrambler additive peut, par exemple, être d'ordre quatre ; > il peut comprendre N/2 subdivisions indivisibles occupées chacune par une partie au moins d'une dent et représentées chacune par une même première valeur binaire, et N/2 subdivisions indivisibles occupées chacune par une partie au moins d'un espace et représentées chacune par une même seconde valeur binaire. Dans ce cas, la séquence binaire pseudo-aléatoire de Scrambler additive constitue une suite ordonnée des N/2 premières valeurs binaires et N/2 secondes valeurs binaires ; > en variante, il peut comprendre Ni subdivisions indivisibles occupées chacune par un espace ayant une extension primaire d'une unique 1 o valeur et une dent ayant une extension secondaire d'une première valeur et représentées chacune par une même première valeur binaire, et N2 subdivisions indivisibles occupées chacune par un espace ayant une extension primaire de cette unique valeur et une dent ayant une extension secondaire d'une seconde valeur et représentées chacune 15 par une même seconde valeur binaire, N étant égal à Ni + N2. Dans ce cas, la séquence binaire pseudo-aléatoire de Scrambler additive constitue une suite ordonnée des Ni premières valeurs binaires et N2 secondes valeurs binaires. L'invention propose également une boîte de vitesses destinée à 20 équiper un véhicule et comprenant un pignon de frein de parking du type de celui présenté ci-avant. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant une boîte de vitesses à frein de parking du type de celle présentée ci-avant. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un premier exemple de pignon de frein de parking selon l'invention, dont les dents et espaces inter-dents sont 30 conformes à une première séquence binaire pseudo-aléatoire de Scrambler additive d'ordre quatre, et - la figure 2 illustre schématiquement un second exemple de pignon de frein de parking selon l'invention, dont les dents et espaces inter-dents sont conformes à une seconde séquence binaire pseudo-aléatoire de Scrambler additive d'ordre quatre. L'invention a notamment pour but de proposer un pignon (ou roue) de frein de parking PF destiné(e) à faire partie d'une boîte de vitesses d'un véhicule. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le frein de parking PF est destiné à faire partie d'une boîte de vitesses de type automatique. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de boîte de vitesses. Elle concerne en effet toute boîte de vitesses pouvant comprendre un pignon de frein de parking, et notamment les boîtes de vitesses à double embrayage (ou DCT) et les boîtes de vitesses automatiques. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant une boîte de vitesses à pignon de frein de parking. On a schématiquement illustré sur les figures 1 et 2 des premier et second exemples non limitatifs de pignons de frein de parking PF destinés à faire partie de boîtes de vitesses de véhicules. Comme illustré, un pignon de frein de parking PF comprend un bord périphérique comportant un nombre N de subdivisions indivisibles SI, (n = 1 à N) qui s'étendent chacune sur un secteur angulaire pouvant être occupé par une partie au moins d'une dent Dj ou d'un espace Ej séparant deux dents Dj. On notera que dans les exemples illustrés non limitativement sur les figures 1 et 2, le nombre N est égal à vingt- quatre (soit n = 1 à 24). Mais ce nombre N peut prendre de nombreuses autres valeurs, comme par exemple 8 ou 12 ou encore 20. Par ailleurs, les N subdivisions indivisibles SI, s'étendent de préférence sur des secteurs angulaires faisant un même nombre de degrés. Mais cela n'est pas obligatoire. Chaque espace Ej, séparant deux dents Dj et Dj+1 (ou Dj-1) l'une de l'autre, a une extension primaire epj qui appartient à un groupe comprenant au moins une valeur. Un espace Ej est donc ici une zone située entre deux dents et qui de ce fait peut être qualifiée de « creuse ». Par ailleurs, chaque dent Dj présente une extension secondaire esj qui appartient à un groupe comprenant au moins deux valeurs différentes. De plus, les extensions primaire(s) epj et secondaires esj, respectivement des espaces Ej et des dents Dj successifs, sont définies par une séquence binaire pseudo-aléatoire dite de « Scrambler » (ou PRBS Scrambler) et fonction du nombre N de subdivisions indivisibles SI, du pignon PF. Une séquence binaire pseudo-aléatoire (ou PRBS (« PseudoRandom Binary Sequence »)) dite de Scrambler est une suite de bits (de valeurs 0 ou 1) qui présente un caractère pseudo-aléatoire et qui est obtenue par la mise en oeuvre de la méthode de Scrambler, bien connue de l'homme de l'art. La valeur de chaque bit de la suite est indépendante des valeurs des autres bits voisins (d'où le caractère aléatoire), mais cette suite est périodique, ce qui la rend déterministe (d'où le terme « pseudo»). On obtient ainsi un pignon PF qui est dépourvu de périodicité sur un tour et donc qui provoque des micro excitations dont l'énergie des harmoniques est dissipée sur plusieurs harmoniques et dont la coloration du bruit est proche de celle des moteurs thermiques, laquelle est familière des usagers des véhicules. Par exemple lorsque le pignon PF a douze dents, il génère une sirène sur l'harmonique d'ordre douze, et donc lorsque ses dents et ses creux sont répartis de façon non périodique, l'énergie de cette harmonique d'ordre douze est dissipée sur plusieurs harmoniques si bien que la sirène d'ordre douze n'émerge pas du bruit de la boîte de vitesses. De préférence, la séquence pseudo-aléatoire de Scrambler est celle qui est dite additive et non pas celle qui est dite multiplicative. La méthode de Scrambler additive transforme un train de données en données pseudo aléatoire en appliquant un ordre binaire pseudo-aléatoire (PRBS), par addition de modules deux à deux, contrairement à la méthode de Scrambler multiplicative qui multiplie le signal d'entrée par une fonction de transfert de Scrambler. Ces deux méthodes de Scrambler constituent des systèmes linéaires discrets. La séquence pseudo-aléatoire de Scrambler additive utilisée peut être de différents ordres notés 2k. Le choix de l'ordre k dépend du nombre de dents Dj que l'on veut avoir sur le pignon (de frein de parking) PF. Par exemple, l'ordre 3 (23) offre d'excellents résultats lorsque le nombre de dents est inférieur ou égale à 8. L'ordre 4 (24) offre d'excellents résultats lorsque le nombre de dents est compris entre 9 (inclus) et 16 (inclus). Au moins deux façons peuvent être envisagées pour constituer la séquence définissant un pignon PF. Une première façon consiste à imposer que le pignon PF comprenne, d'une part, N/2 subdivisions indivisibles SI, occupées chacune par une partie au moins d'une dent Dj et représentées chacune par une même première valeur binaire, et, d'autre part, N/2 subdivisions indivisibles SI, occupées 1 o chacune par une partie au moins d'un espace Ej et représentées chacune par une même seconde valeur binaire. Dans ce cas, la séquence binaire pseudoaléatoire de Scrambler additive constitue une suite ordonnée des N/2 premières valeurs binaires et N/2 secondes valeurs binaires. Par exemple, la première valeur binaire peut être égale à un (1) et la 15 seconde valeur binaire peut être égale à zéro (0). Mais l'inverse est également possible. Par exemple, si l'on choisit la première alternative on peut obtenir les séquences pseudo-aléatoires de Scrambler additives d'ordre 4 (24) suivantes : pour 1 élément : 1 20 pour 2 éléments : 1 pour 3 éléments : 1 pour 4 éléments : 1 pour 5 éléments : 1 pour 6 éléments : 1 25 pour 7 éléments : 1 pour 8 éléments : 1 pour 9 éléments : 1 ;0 ;0 ;0 ;0 ;0 ;0 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 pour 10 éléments : 1 pour 11 éléments : 1 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;1 7 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;1 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;1 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;1 ;0 ;1 ;1 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;1 ;0 ;1 ;1 ;1 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;1 ;0 ;1 ;1 ;1 ;1 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;1 ;0 ;1 ;1 ;1 ;1 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;1 ;0 ;1 ;1 ;1 ;1 ;0 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;1 ;0 ;1 ;1 ;1 ;1 ;0 ;0 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;1 ;0 ;1 ;1 ;1 ;1 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0;1 ;0;1 ;1 ;1 ;1 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;1 ;0 ;1 ;1 ;1 ;1 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;1 ;0 ;1 ;1 ;1 ;1 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1 ;1 ;0 ;1 ;0 ;1 ;1 ;1 ;1 ;0 ;0 ;0 ;1 ;0 ;0 ;1;1 pour 12 éléments : 1 ;0 pour 13 éléments : 1 ;0 pour 14 éléments : 1 ;0 pour 15 éléments :1 ;0 pour 16 éléments :1 ;0 pour 17 éléments :1 ;0 pour 18 éléments : 1 ;0 pour 19 éléments : 1 ;0 pour 20 éléments :1 ;0 1 o pour 21 éléments : 1 ;0 pour 22 éléments :1 ;0 pour 23 éléments :1 ;0 pour 24 éléments :1 ;0 Dans les séquences qui précèdent un élément associé à la première 15 valeur binaire (1) est une dent ou une portion d'une dent Dj qui occupe une subdivision indivisible SI,, et un élément associé à la seconde valeur binaire (0) désigne un espace ou une portion d'un espace Ej qui occupe une subdivision indivisible SI,. On comprendra qu'une dent Dj ou un espace Ej d'un pignon PF peut donc occuper une ou plusieurs subdivisions indivisibles 20 SI,. C'est notamment le cas dans le premier exemple non limitatif illustré sur la figure 1, et qui correspond à la séquence mentionnée ci-dessus et obtenues pour 24 éléments (12 « éléments-dents » et 12 « éléments-espaces »). En effet, une première dent D1 occupe les subdivisions indivisibles Sli, SI23 et SI24, un premier espace El occupe les subdivisions 25 indivisibles SI2, SI3 et SI4, une deuxième dent D2 occupe la subdivision indivisible SI5, un deuxième espace E2 occupe les subdivisions indivisibles SI6 et SI7, une troisième dent D3 occupe les subdivisions indivisibles SI8 et SI9, un troisième espace E3 occupe la subdivision indivisible S110, une quatrième dent D4 occupe la subdivision indivisible Slii, un quatrième espace E4 occupe la subdivision indivisible S112, une cinquième dent D5 occupe les subdivisions indivisibles Sl13 à S116, un cinquième espace E5 occupe les subdivisions indivisibles Sl17 à S119, une sixième dent D6 occupe la subdivision indivisible SI20, et un sixième espace E6 occupe les subdivisions indivisibles SI21 et SI22. Une seconde façon consiste à imposer que le pignon PF comprenne, d'une part, Ni subdivisions indivisibles SIn occupées chacune par un espace Ej ayant une extension primaire d'une unique valeur et une dent Dj ayant une extension secondaire d'une première valeur et représentées chacune par une même première valeur binaire, et, d'autre part, N2 subdivisions indivisibles SIn 1 o occupées chacune par un espace Ej ayant une extension primaire de cette valeur unique et une dent Dj ayant une extension secondaire d'une seconde valeur et représentées chacune par une même seconde valeur binaire. Dans ce cas N est égal à Ni + N2. La séquence binaire pseudo-aléatoire de Scrambler additive constitue une suite ordonnée des Ni premières valeurs 15 binaires et N2 secondes valeurs binaires. Dans cette seconde façon tous les espaces Ej ont donc la même extension primaire, et les dents Dj peuvent avoir deux extensions secondaires de valeurs différentes. Par exemple, la première valeur de l'extension secondaire est strictement inférieure à la seconde valeur de l'extension 20 secondaire. Par exemple, la première valeur binaire peut être égale à zéro (0) et la seconde valeur binaire peut être égale à un (1). Mais l'inverse est également possible. Par exemple, si l'on choisit la première alternative on peut obtenir la séquence pseudo-aléatoire de Scrambler additive d'ordre 4 (24) suivante pour dix dents D1 à D10 et dix espaces El à El O: 25 1 ; 0001;0;0;1;1;0, ce qui correspond à quatre « grandes » dents (D1, D5, D8 et D9) et six « petites » dents (D2, D3, D4, D6, D7 et D10). Cet exemple non limitatif est illustré sur la figure 2. Ici, une extension primaire d'espace Ej correspond à 3600 / 24 = 15°, une extension secondaire de petite dent correspond 30 également à 15°, et une extension secondaire de graide dent correspond à 15 x 2 = 300. Mais d'autres valeurs peuvent être utlisées. Grâce à l'invention, on peut très avantageusement réduire le niveau acoustique du bruit de sirène du pignon (ou roue) de frein de parking, mais également modifier la coloration de ce bruit de sirène afin qu'il approche la coloration habituelle d'un moteur thermique, pour rendre moins sévères les critères acoustiques (notamment sur le niveau acoustique maximal).5 REVENDICATIONS1. Pignon de frein de parking (PF) pour une boîte de vitesses d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend des dents (Dj) séparées les unes des autres par des espaces (Ej) ayant une extension primaire appartenant à un groupe comprenant au moins une valeur, présentant chacune une extension secondaire appartenant à un groupe comprenant au moins deux valeurs différentes, lesdites extensions primaire(s) et secondaires des espaces (Ej) et des dents (Dj) successifs étant définies par une séquence binaire pseudo-aléatoire dite de « Scrambler » fonction d'un nombre N de subdivisions indivisibles (Sin) dudit pignon (PF). 2. Pignon de frein de parking selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite séquence binaire pseudo-aléatoire est dite de « Scrambler additive ». 3. Pignon de frein de parking selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite séquence binaire pseudo-aléatoire de Scrambler additive est d'ordre quatre. 4. Pignon de frein de parking selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend N/2 subdivisions indivisibles (SI,) occupées chacune par une partie au moins d'une dent (Dj) et représentées chacune par une même première valeur binaire, et N/2 subdivisions indivisibles (Sin) occupées chacune par une partie au moins d'un espace (Ej) et représentées chacune par une même seconde valeur binaire, ladite séquence binaire pseudo-aléatoire de Scrambler additive constituant une suite ordonnée desdites N/2 premières valeurs binaires et N/2 secondes valeurs binaires. 5. Pignon de frein de parking selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend Ni subdivisions indivisibles (Sin) occupées chacune par un espace (Ej) ayant une extension primaire d'une unique valeur et une dent (Dj) ayant une extension secondaire d'une première valeur et représentées chacune par une même première valeur binaire, et N2 subdivisions indivisibles (Sin) occupées chacune par un espace (Ej) ayant une extension primaire de ladite valeur unique et une dent (Dj) ayant uneextension secondaire d'une seconde valeur et représentées chacune par une même seconde valeur binaire, N étant égal à Ni + N2, et ladite séquence binaire pseudo-aléatoire de Scrambler additive constituant une suite ordonnée desdites Ni premières valeurs binaires et N2 secondes valeurs binaires. 6. Boîte de vitesses pour un véhicule, caractérisée en ce qu'elle comprend un pignon de frein de parking (PF) selon l'une des revendications 1 à5. 7. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend une boîte de vitesses selon la revendication 6. la 8. Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.