FR2988800A1

FR2988800A1 - Device for assisting internal control passage of sliding automatic gear box in e.g. tourism vehicle, has damping unit comprising friction ring and damping oscillations of fork at time of its travel towards its gear engaged position

Info

Publication number: FR2988800A1
Application number: FR1252959A
Authority: FR
Inventors: Jean Michel Teixeira; Michel Raoul
Original assignee: Renault SA; Renault SAS
Current assignee: Horse Powertrain Solutions SL
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-04
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: FR2988800B1

Abstract

Dispositif d'aide au passage pour commande interne de boîte de vitesses à baladeurs actionnés par des fourchettes de passage fixées sur des axes de fourchette (3), comportant un pontet rigide (1) déplaçant l'axe et la fourchette vers une position de vitesse engagée sous le contrôle d'un organe externe de commande de passage tout en pouvant coulisser axialement sur l'axe (2) avec un débattement limité, un ressort de résistance au déplacement de la fourchette (4) enroulé autour de l'axe de fourchette (2) entre deux bras d'appui (la) du pontet et deux bagues d'arrêt (6) en appui entre les extrémités du ressort (4) et les bras du pontet (1), caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (9) amortissant les oscillations de la fourchette lors de sa course vers sa position de vitesse engagée.Device for assisting the passage for internal control of gearboxes with walkers operated by forks fixed on fork spindles (3), comprising a rigid bridge (1) moving the shaft and the fork to a speed position engaged under the control of an external passage control member while being able to slide axially on the axis (2) with a limited movement, a resistance spring to the displacement of the fork (4) wound around the fork axis (2) between two support arms (la) of the bridge and two locking rings (6) bearing between the ends of the spring (4) and the arms of the bridge (1), characterized in that it comprises a means (9) damping the oscillations of the fork during its stroke towards its engaged speed position.

Description

DISPOSITIF D'AIDE AU PASSAGE POUR COMMANDE INTERNE DE BOITE DE VITESSES La présente invention concerne la commande interne 5 des vitesses dans une boîte de vitesses à arbres parallèles. Plus précisément, elle a pour objet un dispositif d'aide au passage des vitesses pour commande interne de boîte de vitesses à baladeurs actionnés par des fourchettes de passage. 10 Cette invention trouve une application privilégiée, mais non limitative, sur une boîte de vitesses automatisée sans système de synchronisation. La plupart des boîtes de vitesses manuelles, robotisées, ou même à passages de vitesses sous couple, 15 telles que les boîtes à double embrayage du type « Dual Clutch transmission » (DCT), contiennent des systèmes de synchronisation assurant l'égalisation de la vitesse des pignons avec l'arbre sur lequel ils sont liés en rotation, lors de l'engagement des vitesses. 20 Des systèmes, souvent complexes, permettent cependant de modifier en quelques dixièmes de seconde la vitesse de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses qui se trouve en connexion avec le moteur, pour l'adapter à celle d'un pignon entraîné par la transmission. 25 Sur certains véhicules hybrides ou électriques, la synchronisation rapide de l'arbre lié au moteur peut notamment être réalisée à l'aide des machines électriques de la transmission. On peut alors supprimer les anneaux de synchronisation des dispositifs de commande interne, tout en 30 conservant les ensembles moyeu - baladeur qui réalisent le crabotage de pignons sur leur arbre. Les crabots utilisés, à front carré, demandent une position angulaire particulière de coïncidence pour s'engager l'un dans l'autre. L'engagement ne peut d'ailleurs 35 être réalisé que si les deux éléments de liaison, le baladeur et le pignon ne sont pas à la même vitesse pour que - 2 - cette coïncidence se présente à un moment donné. Pour faciliter l'engagement, même pour des vitesses différentielles élevées, on réalise des crabots avec beaucoup de jeu angulaire. Cela est acceptable pour certaines applications, mais pas pour les transmissions de véhicule de tourisme en raison de désagréments (bruit et à-coups) perceptibles lors des inversions de couple. Compte tenu de la petite « fenêtre de tir » pour réaliser le crabotage, on sait augmenter la dynamique d'engagement du baladeur en associant à la fourchette un dispositif propulseur composé principalement d'un ressort, qui accumule de l'énergie pendant l'attente de la coïncidence. Par la publication JP 55 163365, on connaît une fourchette coulissante, mobile de part et d'autre d'une position d'équilibre centrale. Elle est entraînée par un crabot de part et d'autre de cette position, par l'intermédiaire d'un ressort concentrique à l'axe de fourchette. Le ressort fonctionne dans les deux sens opposés. The present invention relates to the internal control of speeds in a gearbox with parallel shafts. BACKGROUND OF THE INVENTION More specifically, it relates to a shifting aid for internal control of gearbox walkman operated by passing forks. This invention finds a preferred, but not limiting, application on an automated gearbox without a synchronization system. Most manual, robotic, or even under-the-clock gearboxes, such as dual clutch transmission (DCT) clutch boxes, contain timing systems for equalizing speed. gears with the shaft on which they are connected in rotation, when engaging speeds. Systems that are often complex, however, make it possible to modify, in a few tenths of a second, the speed of the input shaft of the gearbox which is in connection with the engine, to adapt it to that of a driven gear. by the transmission. In certain hybrid or electric vehicles, the rapid synchronization of the shaft linked to the engine can be carried out in particular using the electric machines of the transmission. The synchronizing rings of the internal control devices can then be removed while retaining the hub-and-slide assemblies which realize the interconnection of gears on their shaft. The jaws used, with a square front, require a particular angular position of coincidence to engage one into the other. Engagement can be achieved only if the two connecting elements, the player and the pinion are not at the same speed so that this coincidence occurs at a given time. To facilitate the engagement, even for high differential speeds, claws are produced with a lot of angular play. This is acceptable for some applications, but not for passenger car transmissions due to annoyances (noise and jerks) that are noticeable during torque reversals. Given the small "shooting window" to achieve the interconnection, it increases the engagement dynamics of the player by associating with the fork a propulsion device consisting mainly of a spring, which accumulates energy during the waiting of coincidence. Publication JP 55 163365 discloses a sliding fork movable on both sides of a central equilibrium position. It is driven by a clutch on either side of this position, via a spring concentric to the fork axis. The spring operates in two opposite directions.

Lors d'un engagement de rapport, il y a donc une période d'attente, pendant laquelle le baladeur est bloqué en appui sur la face plane du moyeu et le ressort se trouve comprimé d'une certaine valeur. Au moment de la coïncidence, le ressort se détend et propulse le baladeur. La fourchette rattrape rapidement le retard pris par rapport au crabot. Elle atteint très rapidement son point équilibre et le dépasse, puis oscille de part et d'autre de celui-ci. Si cette oscillation reste entretenue trop longtemps, pendant que la fourchette réalise sa course vers la position engagée, en prenant cycliquement du retard et de l'avance par rapport au crabot de commande, elle peut permettre au baladeur de venir en butée sur le pignon occasionnant un bruit de choc voire une rafale de chocs. Ce choc est à proscrire sur des groupes motopropulseurs silencieux, comme ceux des véhicules à propulsion électrique. De plus, lors de la première - 3 - oscillation, le baladeur est susceptible de ressortir du pignon et de se désengager. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients du système connu. During a report commitment, there is therefore a waiting period, during which the player is blocked in support on the flat face of the hub and the spring is compressed of a certain value. At the moment of coincidence, the spring relaxes and propels the player. The fork quickly catches up the delay compared to the dog. It reaches its equilibrium point very quickly and exceeds it, then oscillates on both sides of it. If this oscillation remains maintained too long, while the fork realizes its race towards the engaged position, taking cyclically the delay and the advance with respect to the control dog, it can allow the player to come to a stop on the pinion causing a sound of shock or a burst of shocks. This shock is to be avoided on silent powertrains, like those of electric vehicles. In addition, during the first oscillation, the player is likely to come out of the pinion and disengage. The present invention aims to remedy these disadvantages of the known system.

Dans ce but, elle propose d'adjoindre un amortisseur d'oscillation au système d'assistance. De préférence le dispositif d'amortissement est constitué d'un anneau en matériau approprié serré sur l'axe sur lequel la fourchette est goupillée. For this purpose, it proposes to add an oscillation damper to the assistance system. Preferably the damping device consists of a ring of suitable material clamped on the axis on which the fork is pinned.

Le déplacement de l'anneau amortisseur est limité axialement d'un coté par une face appartenant au carter de la boite et de l'autre coté par une face appartenant à son logement. 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 celle-ci, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif 20 proposé, et les figures 2A, 2B et 2C correspondent respectivement au point mort, à l'engagement d'une première vitesse, et à l'engagement d'une deuxième vitesse. Le dispositif d'assistance proposé est composé des 25 pièces suivantes : -un pontet 1 qui est en lien avec la source externe, non représentée, chargée d'effectuer le déplacement (moteur électrique, module hydraulique, etc.), -un axe de fourchette 2 qui assure le guidage d'une 30 fourchette 3 dans les carters de la boîte, - une fourchette 3 qui agit sur un baladeur (non représenté), -un ressort 4 capable d'emmagasiner l'énergie du système d'actionnement, et - 4 - -deux bagues 6 limitant la compression maximum du ressort grâce à une lumière oblongue 7 dans laquelle se déplace une goupille 8, fixée sur l'axe de fourchette 2. Le dispositif d'aide au passage comporte un pontet rigide 1 de déplacement de fourchette, muni de deux bras la engagés autour de l'axe de commande de fourchette 2, de manière à autoriser son déplacement axial le long de l'axe. Ce déplacement s'effectue sous le contrôle d'un organe externe de commande de passage qui agit sur le crabot lb du ressort de résistance 4 enroulé autour de l'axe 2 entre les deux bras la du pontet, et des deux bagues d'arrêt 6 en appui entre les extrémités du ressort et les bras du pontet. Les bagues 6 peuvent coulisser sur l'axe 2 avec un débattement limité par les goupilles 8 fixés sur l'axe, qui traversent la lumière 7 oblongue découpée dans la matière de chaque bague 6. Ce dispositif d'aide au passage est associé à un capteur de position (non représenté) qui transmet cette information au calculateur de la transmission. Il est également muni de moyens d'amortissement Le dispositif d'amortissement est composé d'un anneau de frottement 9, serré sur l'axe 2, guidé dans le carter de boîte de vitesses 10 par une bague 11 et d'un couvercle 12 traversé par l'axe 2 et fixé au carter 10 par une vis 13 ou tout autre moyen de fixation. L'anneau de frottement est bloqué axialement car il est prisonnier dans un logement constitué par une face du carter 10a et une face 12a du couvercle 12. Pendant la phase d'approche du baladeur vers le pignon de vitesse à craboter sur son arbre, dite phase de vol libre, la fourchette 3 et l'axe 2 se déplacent par rapport au carter et par rapport à l'anneau de frottement 9, qui offre une certaine résistance. La source d'actionnement externe déplace donc l'ensemble pontet 1, bagues 6, ressort 4, avec ou sans déplacement par rapport à l'axe selon que la pré-charge du ressort est inférieure ou supérieure à la résistance au déplacement fournie par l'anneau de frottement. - 5 - En appliquant au crabot une force supérieure au frottement de l'anneau de frottement, l'ensemble constitué par le pontet, le ressort, les bagues, l'axe et la fourchette se déplace d'un seul bloc jusqu'à ce que la fourchette 3 rencontre une résistance liée à la mise en appui du baladeur contre le pignon de vitesses. Ce déplacement se poursuit jusqu'à ce que la fourchette 3 et son axe 2 soient arrêtés dans une position illustrée par les figures 2B et 2C, où le baladeur n'est pas encore craboté sur le pignon. En continuant à se déplacer, le pontet vient comprimer le ressort 4 entre les bagues 6, en chargeant le dispositif d'assistance. Pendant cette phase de chargement du ressort, qui se situe entre la mise en appui du baladeur sur le pignon et son crabotage sur celui- ci, le baladeur et le pignon sont « crabotables » mais pas encore crabotés. Le ressort 4 se détend ensuite rapidement en projetant la fourchette 3 pour assurer le crabotage du pignon. Pendant cette phase de détente, la source externe peut continuer à déplacer l'ensemble, ou être arrêtée. Le ressort se détend en restituant son effort d'assistance, lors du crabotage du baladeur sur le pignon. Le dispositif d'assistance décrit ci-dessus présente au moins deux avantages principaux. Il permet tout d'abord d'intégrer à la commande interne des vitesses une raideur, lors de la compression du ressort, qui ralentit progressivement la source externe d'actionnement. Sans ce ressort, le dispositif de commande de commande se heurterait à des pièces mécaniques très raides, stoppant brusquement son mouvement, lors de l'entrée en contact du baladeur sur le pignon. Par ailleurs, lorsque l'énergie emmagasinée dans le ressort est restituée, la fourchette est déplacée extrêmement rapidement, et elle assure le crabotage sans 35 difficulté étant donné que la masse après le ressort (axe / - 6 - fourchette / baladeur) est relativement faible au regard de la poussée du ressort comprimé. C'est là qu'interviennent le moyen d'amortissement. Sa présence est nécessaire parce que le système d'assistance 5 procure une grande accélération et une forte vitesse à la fourchette. La force de détente du ressort d'assistance étant parallèle au déplacement, il engendre peu de frottements dans les paliers du pontet. Les frottements et de l'axe dans les carters sont également limités. Etant 10 serré sur l'axe, l'anneau de frottement s'oppose au déplacement de l'axe, de la fourchette et du baladeur. Il absorbe l'énergie emmagasinée dans le ressort d'assistance. La présence du ressort et du système d'amortissement permettent de maitriser les paramètres facilitant la mise au 15 point du système. Le choix du ressort permet de maîtriser au moins trois paramètres facilitant la mise au point du système : - la possibilité d'installer un effort de pré- charge au moment du montage ; cet effort permet de maintenir 20 en place l'ensemble axe / fourchette / baladeur en lien avec le pontet pour avoir un déplacement « rigide » de l'ensemble, dans la phase d'approche, dans la mesure où la force de frottement reste inférieure à celle de la pré-charge du ressort. 25 l'adaptation de sa raideur : elle peut être linéaire dans le cas le plus simple, ou évoluer si on le souhaite en fonction de sa compression, par exemple avec un ressort conique. Dans tous les cas, la compression maximum du ressort 30 est déterminée par la taille des lumières découpées sur les bagues coulissant sur l'axe de fourchette. En conclusion, il faut souligner que le dispositif d'assistance proposé peut fonctionner, selon la séquence décrite plus haut, avec des systèmes de crabotage sans 35 anneau de synchronisation. Le dispositif offre la possibilité de limiter la compression du ressort au juste - 7 - nécessaire, par l'intermédiaire des bagues d'arrêt. Enfin, la disposition coaxiale de l'axe de la fourchette et de la partie liée au module d'actionnement, permet d'utiliser un ressort qui intègre lui-même un frottement permettant de limiter ses propres oscillations lors de la détente. Enfin, la présence d'un anneau de frottement permet d'atténuer l'amplitude et le nombre des oscillations da la fourchette lors de la détente du ressort.10 The displacement of the damping ring is axially limited on one side by a face belonging to the housing of the box and on the other side by a face belonging to its housing. Other features and advantages of the present invention will become clear from reading the following description of a non-limiting embodiment thereof, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. all of the proposed device 20, and FIGS. 2A, 2B and 2C respectively correspond to the neutral position, to the engagement of a first speed, and to the engagement of a second speed. The assistance device proposed is composed of the following 25 parts: a bridge 1 which is in connection with the external source, not shown, responsible for carrying out the displacement (electric motor, hydraulic module, etc.); fork 2 which guards a fork 3 in the casings of the box, - a fork 3 which acts on a walkman (not shown), - a spring 4 capable of storing the energy of the actuating system, and - 4 - two rings 6 limiting the maximum compression of the spring through an oblong slot 7 in which moves a pin 8, fixed on the fork axis 2. The passage aid device comprises a rigid bridge 1 of fork movement, provided with two arms engaged around the fork control shaft 2, so as to allow its axial displacement along the axis. This movement is carried out under the control of an external passage control member which acts on the claw lb of the resistance spring 4 wound around the axis 2 between the two arms la of the bridge, and the two rings 6 in support between the ends of the spring and the arms of the trigger guard. The rings 6 can slide on the axis 2 with a limited movement by the pins 8 fixed on the axis, which pass through the oblong slot 7 cut in the material of each ring 6. This aid to the passage is associated with a position sensor (not shown) which transmits this information to the computer of the transmission. It is also provided with damping means The damping device is composed of a friction ring 9, clamped on the axis 2, guided in the gearbox case 10 by a ring 11 and a cover 12 crossed by the axis 2 and fixed to the housing 10 by a screw 13 or any other fastening means. The friction ring is blocked axially because it is trapped in a housing consisting of a face of the housing 10a and a face 12a of the cover 12. During the approach phase of the player to the gear pinion to clutch on its shaft, called phase of free flight, the fork 3 and the axis 2 move relative to the housing and relative to the friction ring 9, which offers some resistance. The external actuating source therefore moves the bridge 1 assembly, rings 6, spring 4, with or without displacement relative to the axis, depending on whether the pre-load of the spring is less than or greater than the displacement resistance provided by the spring. friction ring. By applying to the clutch a force greater than the friction of the friction ring, the assembly constituted by the trigger guard, the spring, the rings, the shaft and the fork moves in a single block until that the fork 3 meets resistance related to the support of the player against the gear wheel. This movement continues until the fork 3 and its axis 2 are stopped in a position shown in Figures 2B and 2C, where the player is not yet clutched on the pinion. Continuing to move, the bridge comes to compress the spring 4 between the rings 6, charging the assistance device. During this loading phase of the spring, which is between the support of the player on the pinion and its interconnection thereon, the player and the pinion are "crabotable" but not yet clutched. The spring 4 then relaxes quickly by projecting the fork 3 to ensure the interconnection of the pinion. During this relaxation phase, the external source may continue to move the assembly, or be stopped. The spring relaxes by restoring its assistance effort, when interconnecting the player on the pinion. The assistance device described above has at least two main advantages. It allows first of all to integrate in the internal control speeds a stiffness, during the compression of the spring, which gradually slows the external source of actuation. Without this spring, the control control device would collide with very stiff mechanical parts, abruptly stopping its movement, when the player comes into contact with the pinion. Moreover, when the energy stored in the spring is restored, the fork is moved extremely quickly, and it ensures the interconnection without difficulty since the mass after the spring (axis / - 6 - fork / walkman) is relatively low with regard to the thrust of the compressed spring. This is where the means of depreciation intervenes. Its presence is necessary because the assistance system 5 provides great acceleration and high speed at the fork. The relaxation force of the assistance spring being parallel to the movement, it generates little friction in the bearings of the bridge. The friction and axis in the housings are also limited. Being tight on the axis, the friction ring opposes the movement of the shaft, the fork and the walkman. It absorbs the energy stored in the assistance spring. The presence of the spring and the damping system make it possible to control the parameters facilitating the development of the system. The choice of spring makes it possible to control at least three parameters facilitating the development of the system: the possibility of installing a preload force at the time of assembly; this effort makes it possible to keep in place the axis / fork / walker assembly in connection with the trigger guard in order to have a "rigid" displacement of the assembly, in the approach phase, insofar as the friction force remains lower to that of the pre-charge of the spring. 25 the adaptation of its stiffness: it can be linear in the simplest case, or evolve if desired depending on its compression, for example with a conical spring. In all cases, the maximum compression of the spring 30 is determined by the size of the lights cut on the sliding rings on the fork axis. In conclusion, it should be emphasized that the proposed assistance device can operate, according to the sequence described above, with synchronization systems without synchronization ring. The device offers the possibility of limiting the compression of the spring to the necessary, through the stop rings. Finally, the coaxial arrangement of the axis of the fork and the portion connected to the actuating module makes it possible to use a spring which itself incorporates a friction which makes it possible to limit its own oscillations during the relaxation. Finally, the presence of a friction ring makes it possible to attenuate the amplitude and the number of oscillations of the fork during the relaxation of the spring.

Claims

REVENDICATIONS1. Device for assisting the passage for internal control of gearboxes with walkers operated by forks fixed on fork spindles (3), comprising a rigid bridge (1) moving the shaft and the fork to a speed position engaged under the control of an external passage control member while being able to slide axially on the axis (2) with a limited movement, a resistance spring to the displacement of the fork (4) wound around the fork axis (2) between two support arms (la) of the bridge and two locking rings (6) bearing between the ends of the spring (4) and the arms of the bridge (1), characterized in that it comprises a means (9) damping the oscillations of the fork during its stroke towards its engaged speed position.

2. A passage aid device according to claim 1, characterized in that the damping means consists of a friction ring (9), clamped on the fork axis (2).

3. A passage aid device according to claim 2, characterized in that the friction ring (9) is retained by a cover (12) traversed by the axis (2).

4. Device aid passage according to claim 3, characterized in that the cover (12) is fixed to the housing (10).

5. Device for assisting the passage according to claim 4, characterized in that the displacement of the friction ring (9) on the axis (2) is axially limited in a housing delimited on one side by a face ( 10a) belonging to the casing of the box (10) and on the other side by a face (12a) belonging to the cover (12).