Brevet FR3037161A1 — publié le 20161209

DISPOSITIF DE COMMANDE DE VITESSE D'UNE BOÎTE DE VITESSES MANUELLE DE VEHICULE AUTOMOBILE. [0001] La présente invention concerne un dispositif de commande de vitesse d'une boîte de vitesses manuelle de véhicule automobile. Elle concerne également un véhicule automobile, du type à boîte de vitesses manuelle, qui comporte un tel dispositif de commande de vitesse. [0002] De façon classique, la sélection et l'engagement d'une vitesse se fait par l'actionnement d'un levier (ou pommeau) de changement de vitesse. Dans le cas d'une boîte de vitesses manuelle, ce levier de changement de vitesse est généralement actionné de droite à gauche pour sélectionner une vitesse (ou un rapport) à engager et d'avant en arrière pour engager la vitesse sélectionnée. [0003] De façon classique également, la transmission des commandes de sélection et d'engagement de vitesse se fait au moyen de deux câbles de commande, à savoir un câble pour la sélection et un autre pour l'engagement. Ces deux câbles sont couplés, d'une part, à une plaque de renvoi, montée à rotation sur un boîtier du dispositif de commande de vitesse et entraînée en rotation par l'actionnement du levier de changement de vitesse, et d'autre part, à la boîte de vitesses. [0004] Le levier de changement de vitesse est naturellement positionné au point mort par l'action de ressorts dits « ressorts de rappel de sélection », qui sont situés dans la boîte de vitesses. Ces ressorts de rappel de sélection ont pour fonction de positionner une commande interne de la boîte de vitesses au point mort, face aux 3 lème 4 lème vitesses ainsi que le levier de changement de vitesse dans cette position de point mort, face aux repères des 3 Ième/ 4 Ième vitesses. [0005] Le placement du levier de changement de vitesse dans une position de point mort par la boîte de vitesses, par l'intermédiaire des câbles de commande, induit un jeu relativement important au niveau du levier de changement de vitesse du fait d'un effet de démultiplication. [0006] Pour remédier à ce jeu important, en particulier lors d'une sélection de vitesse, une première solution consiste à placer des aimants qui s'attirent respectivement sur le levier de changement de vitesse et sur une paroi interne du boîtier du dispositif de 3037161 2 commande de vitesse. Cette solution présente l'inconvénient d'augmenter substantiellement les coûts et la masse de l'ensemble de commande de vitesse. [0007] Une seconde solution, différente, consiste à ajouter sur la commande externe un ressort en épingle, plus précisément sur la plaque de renvoi et à l'intérieur du boîtier de 5 commande de sélection des vitesses. [0008] L'inconvénient de cette seconde solution réside dans le fait que la force de rappel exercée par ce ressort en épingle sur le levier de changement de vitesse vient s'ajouter à celle exercée par les ressorts de rappel de sélection de la boîte de vitesses, et contraint, en conséquence, l'usager du véhicule, qui veut sélectionner et engager une vitesse, à 10 exercer une force plus importante sur le levier de changement de vitesse, et cette force peut être ressentie comme trop élevée par l'usager. [0009] On notera également que cette force à exercer par le conducteur ne fait que croître du début à la fin de la sélection d'une vitesse, parce que le brin sollicité du ressort à épingle est de plus en plus contraint et, par conséquent, exerce un couple de rappel qui ne 15 cesse de croître. [0010] On a déjà cherché à perfectionner les moyens de rappel élastique au point mort des leviers de commande des boîtes de vitesses manuelles. [0011] A titre d'exemple, le document EP 0 622 718 B1 décrit un dispositif à levier de commande, qui comporte un tourillon cylindrique monté de manière à pouvoir tourner dans 20 un carter et relié à un levier de commande. Il comporte également un ressort de centrage du levier, qui repousse le levier de commande dans une position médiane, des moyens d'encliquetage, à l'aide desquels le levier de commande est retenu de façon détachable dans une première position déviée, et des moyens de fixation pour un transducteur de mesure, qui produit des signaux électriques en fonction de la position du levier de 25 commande. Une fente allongée, qui loge le tourillon, est aménagée dans le boîtier de telle sorte que le levier de commande peut basculer autour de l'axe du tourillon et est déplaçable perpendiculairement à l'axe du tourillon. Le levier de commande possède un premier bras, qui s'étend à partir du tourillon, et un second bras, qui s'étend en sens opposé à partir du tourillon et peut basculer autour de l'axe du tourillon depuis une position 30 médiane dans au moins une première position déviée. Un élément de butée est disposé dans la trajectoire de basculement du levier de commande de telle sorte qu'elle permet uniquement la déviation du levier de commande depuis sa position médiane dans une 3037161 3 position déviée, lorsque le levier de commande est repoussé à l'intérieur de la fente du tourillon perpendiculairement à l'axe de ce dernier. [0012] On connaît également, selon le document FR 2 674 041, un dispositif de rappel en un point central ou moyen pour un levier de commande de fonctions susceptible de se 5 déplacer par pivotement autour d'un centre de pivotement selon deux directions sensiblement orthogonales l'une par rapport à l'autre. Ce dispositif est constitué de deux ressorts à deux bras allongés sensiblement parallèles entre eux. Les deux ressorts sont disposés croisés à proximité l'un de l'autre, chacun étant orienté selon l'une des directions orthogonales distinctes de déplacement du levier et les deux bras de chaque ressort étant 10 placés de part et d'autre de la tige du levier en position centrale et étant reliés l'un à l'autre à l'une de leurs extrémités par un ressort hélicoïdal de torsion qui tend à refermer les bras l'un vers l'autre sensiblement parallèles entre eux et en appui, à l'autre extrémité, sur une butée sous l'effet de la réaction de torsion du ressort de torsion. La largeur de la butée est légèrement supérieure au diamètre ou à l'encombrement du levier entre les deux bras 15 sensiblement parallèles entre eux. De plus, sous l'effet du couple du ressort de torsion, les deux bras présentent une flèche importante apte à rattraper tout le jeu entre les deux bras et le levier de commande, y compris le jeu dû à l'usure. [0013] Le but de la présente invention est de fournir un dispositif de commande de vitesse d'une boîte de vitesses manuelle de véhicule automobile, qui permette d'améliorer 20 la précision du placement du levier de changement de vitesse au point mort sans augmenter l'effort de sélection. [0014] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif de commande de vitesse, qui soit ergonomique, qui diminue l'effort de sélection au levier de changement de vitesse, qui offre un gain en « ressenti » par le conducteur sans perte de précision de la 25 position du levier ou pommeau de changement de vitesse au point mort, [0015] Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel dispositif de commande de vitesse, qui soit de conception et de réalisation simples, qui soit fiable et économique. [0016] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un dispositif de 30 commande de vitesse d'une boîte de vitesses manuelle de véhicule automobile, qui comprend un boîtier, dans lequel est monté à rotation un levier de changement de vitesse auquel est solidarisé fixement un premier axe, une plaque de renvoi montée à rotation sur 3037161 4 le boîtier autour d'un deuxième axe, couplée en rotation audit premier axe et propre à actionner des câbles de commande d'une boîte de vitesses, un premier ressort en épingle ou « ressort de sélection », monté sur ledit deuxième axe, dont les deux brins pincent respectivement ledit premier axe et une partie rigidement fixée sur le boîtier. Ce dispositif 5 de commande de vitesses selon l'invention comporte, de plus, un second ressort en épingle ou « ressort à genouillère », monté à rotation, par l'un de ses deux brins, autour d'un troisième axe, qui est situé de manière opposée au deuxième axe par rapport au premier axe et qui, en position de point mort du levier de changement de vitesse, est coplanaire auxdits premier axe et deuxième axe, l'autre brin du ressort à genouillère étant 10 monté à rotation sur le premier axe, de telle sorte que les forces de rappel élastique exercées sur la plaque de renvoi, lors d'une sélection de vitesse, respectivement par le ressort à genouillère et par le ressort de sélection, sont antagonistes. [0017] La partie rigidement fixée sur le boîtier, que pince l'un des deux brins du ressort de sélection peut être constituée, de manière connue en soi, par un téton, en métal ou en 15 matière plastique, rigidement fixé sur le boîtier. [0018] Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le troisième axe, sur lequel est monté à rotation le ressort à genouillère, peut être matérialisé par une pièce en forme de téton solidarisé fixement au boîtier ou bien, en variante, par une pièce en forme de pivot tournant monté à rotation sur ledit boîtier. 20 [0019] Cette pièce qui matérialise le troisième axe, sur lequel le ressort à genouillère est monté à rotation, peut être réalisée en matière plastique, de type polyamide, ou bien en métal, en acier par exemple. [0020] La présente invention a aussi pour objet un véhicule automobile, du type à boîte de vitesses manuelle, dans lequel cette dernière est commandée par un dispositif de 25 commande de vitesse conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. [0021] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : [0022] - la figure 1 est un schéma représentant le dispositif de commande de vitesse 30 selon la présente invention, en position de point mort du levier de changement de vitesse, et 3037161 5 [0023] - la figure 2 est un schéma représentant le dispositif de commande de vitesse de la figure 1, en position de sélection d'une vitesse. [0024] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, de façon très schématique, un exemple de réalisation d'un dispositif de commande de vitesse selon la 5 présente invention destiné à une boîte de vitesses manuelle de véhicule automobile. [0025] Ce dispositif de commande de vitesse comprend les parties et pièces suivantes : [0026] - un boîtier, de référence générale 10, dans lequel est monté à rotation un levier de changement de vitesse 12 auquel est solidarisé fixement un premier axe désigné par la référence A1, 10 [0027] - une plaque de renvoi 20, qui est montée à rotation sur le boîtier 10 autour d'un deuxième axe A2 et qui est couplée en rotation au premier axe A1, et [0028] - un premier ressort en épingle ou « ressort de sélection » 40, qui est monté à rotation sur le deuxième axe A2. [0029] La plaque de renvoi 20 est propre à actionner des câbles de commande d'une 15 boîte de vitesses, qui sont illustrés schématiquement par la ligne en traits mixtes référencée 30. [0030] La fonction du ressort de sélection 40 est de positionner précisément le levier de changement de vitesse 12 en sélection, et par conséquent de réduire le jeu du levier au point mort. Ce ressort de sélection 40 travaille en pincement, ses deux brins 42 et 44 20 sensiblement parallèles venant « pincer », comme représenté également sur le dessin de la figure 2, respectivement le premier axe Al et un téton 60, qui est solidarisé fixement au boîtier 10. [0031] Selon le principe même de la présente invention, il est prévu, de plus, un second ressort en épingle ou « ressort à genouillère » 50, monté à rotation, par l'un de ses deux 25 brins 52, autour d'un troisième axe désigné par la référence A3, tandis que l'autre brin 54 est monté à rotation sur le premier axe Al d'actionnement de la plaque de renvoi 20. [0032] Selon le principe même de la présente invention également, ce troisième axe A3 est situé derrière l'axe d'entraînement de la plaque de renvoi 20, c'est-à-dire situé de manière opposée au deuxième axe A2 par rapport au premier axe A1. De plus, ce 30 troisième axe A3 est, en position de point mort du levier de changement de vitesse 12 3037161 6 représentée sur la figure 1, dans le même plan que le premier axe A1. Ce troisième axe A3 est aussi dans le même plan que le deuxième axe A2. Ainsi, les trois axes A1, A2 et A3 sont coplanaires, la référence « P » (figure 1) désignant le plan contenant lesdits trois axes A1, A2 et A3. 5 [0033] La fonction du ressort à genouillère 50 est, comme mieux décrit plus loin dans le présent texte, d'exercer une force de rappel qui s'oppose à celle du ressort de sélection 40, tout en restant de valeur inférieure à celle exercée par ce dernier. [0034] Le troisième axe A3, sur lequel est monté à rotation le ressort à genouillère 50, peut être matérialisé par un téton solidarisé fixement au boîtier 10 ou bien, en variante, un 10 pivot tournant monté à rotation sur le boîtier 10. Ce téton et ce pivot tournant peuvent être réalisés en matière plastique, de type polyamide, ou bien en métal, par exemple en acier. [0035] Le fonctionnement du dispositif de commande de vitesse à deux ressorts 40 et 50 est le suivant : [0036] Au point mort, tel qu'illustré par le dessin de la figure 1, le ressort de sélection 40 15 positionne précisément le levier de changement de vitesse 12 en sélection, par l'intermédiaire des deux butées cylindriques, à savoir le téton 60 fixé sur le boîtier 10 et la butée mobile d'axe Al fixée sur la plaque de renvoi 20. Dans cette position de point mort, le ressort à genouillère 50, bien que fortement contraint, est sans action sur l'axe de rotation Al et la plaque de renvoi 20, du fait de son alignement avec les axes 20 d'actionnement Al et de rotation A2 de la plaque de renvoi 20. Plus précisément, les forces de rappel élastiques F2 et F2' (figure 1) appliquées par les deux brins 54 et 52 du ressort à genouillère 50 sur les deux axes Al et A3, respectivement, s'exercent dans le plan « P » d'alignement des axes A1, A2 et A3 et n'ont de ce fait pas de composante susceptible d'actionner l'axe Al et la plaque de renvoi 20. Les références Fl et F1' 25 désignent les efforts de pincement exercés par les deux brins 42 et 44, respectivement, du ressort de sélection 40. [0037] En référence au dessin de la figure 2, lorsque le conducteur actionne le pommeau de changement de vitesse en sélection d'une vitesse, le levier de changement de vitesse 12 pivote et fait pivoter le premier axe Al auquel le levier 12 est solidarisé fixement, lequel 30 premier axe Al vient se placer dans la position représentée sur le dessin de la figure 2 en ayant entraîné un mouvement de rotation de la plaque de renvoi 20 autour de son axe de rotation A2. Dans cette position de sélection, le brin 42 du ressort de sélection 40 s'écarte 3037161 7 angulairement du brin 44 retenu par le téton 60 et, sous contrainte, exerce une force de rappel F1' qui tend à ramener le levier de changement de vitesse 12 au point mort. Simultanément, les efforts de rappel F2 et F2' exercés par les deux brins 54 et 52 du ressort à genouillère 50 diminuent et tendent à repousser la plaque de renvoi 20 vers les 5 positions de sélection de vitesse. [0038] Ainsi, les deux ressorts 40 et 50, lors d'une sélection de vitesse, ont des effets antagonistes sur la plaque de renvoi 20, l'un s'opposant à l'autre, notamment la force F1' exercée par le ressort de sélection 40 s'opposant à la force F2 exercée par le ressort à genouillère 50. 10 [0039] Il importe de noter que ces efforts exercés par les deux ressorts 40 et 50 ne s'opposent l'un à l'autre que lorsque la plaque de renvoi 20 est pivotée en sélection des rapports 1-2 (vitesse 1 et vitesse 2) ou 5-R (vitesse 5 et marche arrière). [0040] Il importe de noter également que le ressort à genouillère 50 exerce un effort croissant et opposé au ressort de sélection 40, ce qui a pour résultat de limiter l'effort du 15 ressort de sélection 40 sur l'effort de sélection fourni par l'usager. [0041] Ainsi, lorsque la plaque de renvoi est actionnée, le couple transmis par les deux ressorts 40 et 50 au levier de changement de vitesse 12 tend à diminuer au lieu d'augmenter. Cette caractéristique, qui est propre à l'arrangement des deux ressorts 40 et 50 selon la présente invention, permet d'augmenter l'effort du ressort de sélection pour 20 améliorer la position en sélection point mort du levier de changement de vitesses, sans augmenter les efforts de sélection pour passer en position des rapports 1-2 ou 5-R. [0042] Le dispositif de commande de vitesse d'une boîte de vitesses manuelle de véhicule automobile décrit ci-dessus, présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : 25 [0043] - il permet d'augmenter l'effort du ressort de sélection pour améliorer la précision du levier de changement de passage au point mort sans augmenter l'effort de sélection des rapports 1-2 ou 5-R, [0044] - il permet d'améliorer l'ergonomie du pommeau de changement de vitesse, et de diminuer l'effort de sélection sur ce dernier, 3037161 8 [0045] - il permet d'améliorer le « ressenti » par le conducteur sans perte de précision de la position du pommeau de changement de vitesses au point mort, [0046] - il permet de remplacer les systèmes de point mort magnétiques, connus de l'art antérieur et évoqués précédemment, avec un prix de revient de fabrication moins élevé et 5 sans effets dus au magnétisme, et [0047] - il est fiable, robuste et économique. REVENDICATIONS: 1. Dispositif de commande de vitesse d'une boîte de vitesses manuelle de véhicule automobile, qui comprend un boîtier (10), dans lequel est monté à rotation un levier de changement de vitesses (12) auquel est solidarisé fixement un premier axe (A1), une plaque de renvoi (20) montée à rotation sur le boîtier (10) autour d'un deuxième axe (A2), couplée en rotation audit premier axe (A1) et propre à actionner des câbles de commande (30) d'une boîte de vitesses, un premier ressort en épingle ou « ressort de sélection » (40), monté sur ledit deuxième axe (A2), dont les deux brins (42, 44) pincent respectivement le premier axe (A1) et une partie (60) rigidement fixée sur le boîtier (10), ledit dispositif de commande de vitesses étant caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, un second ressort en épingle ou « ressort à genouillère » (50), monté à rotation, par l'un (52) de ses deux brins (52, 54), autour d'un troisième axe (A3), qui est situé de manière opposée au deuxième axe (A2) par rapport au premier axe (A1) et qui, en position de point mort du levier de changement de vitesse (12), est coplanaire auxdits premier axe (A1) et deuxième axe (A2), l'autre brin (54) du ressort à genouillère (50) étant monté à rotation sur le premier axe (A1), de telle sorte que les forces de rappel élastique exercées sur la plaque de renvoi (20), lors d'une sélection de vitesse, respectivement par le ressort à genouillère (50) et par le ressort de sélection (40), sont antagonistes. 2. Dispositif de commande de vitesse selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ladite partie (60) rigidement fixée sur le boîtier (10), que pince l'un des deux brins (44) du ressort de sélection (40) est constituée par un téton rigidement fixé sur le boîtier (10). 3. Dispositif de commande de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le troisième axe (A3), sur lequel est monté à rotation le ressort à genouillère (50), est matérialisé par une pièce en forme de téton solidarisé fixement au boîtier (10). 4. Dispositif de commande de vitesse selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le troisième axe (A3), sur lequel est monté à rotation le ressort à genouillère (50), est matérialisé par une pièce en forme de pivot tournant monté à rotation sur le boîtier (10). 3037161 10 5. Dispositif de commande de vitesse selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la pièce matérialisant le troisième axe (A3) est réalisée en matière plastique, de type polyamide. 6. Dispositif de commande de vitesse selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, 5 caractérisé en ce que la pièce matérialisant le troisième axe (A3) est réalisée en acier. 7. Véhicule automobile, du type à boîte de vitesses manuelle, caractérisé en ce que la boîte de vitesses est commandée par un dispositif de commande de vitesse conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 10