FR3082263A1

FR3082263A1 - Transmission a double flux comportant deux voies paralleles entrainant un train planetaire en aval

Info

Publication number: FR3082263A1
Application number: FR1800625A
Authority: FR
Inventors: Pascal Scal Thery
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2019-12-13
Anticipated expiration: 2038-06-11
Also published as: WO2019239018A1; FR3082263B1

Abstract

Transmission de véhicule automobile comportant deux arbres primaires d'entrée entraînant chacun par un groupe de rapports de démultiplication (8, 12) une sortie (4), en formant deux voies de puissance (6, 10) disposées en parallèle, et comportant des embrayages de voie (C1, C2) qui commandent les rapports de ces groupes (8, 12), chaque rapport étant équipé d'un système d'engagement pour former une vitesse directe, les différentes vitesses directes prises dans l'ordre présentant leurs rapports alternant d'un groupe à l'autre, cette transmission comportant un train planétaire (20) à au moins trois éléments (22, 24, 26), comprenant deux éléments d'entrée (22, 24) recevant chacun le mouvement d'une voie (6, 10), qui appliquent tous les deux un couple dans la même direction sur un troisième élément de sortie (26), et comportant un embrayage de blocage (C3) du train planétaire (20).

Description

TRANSMISSION A DOUBLE FLUX COMPORTANT DEUX VOIES PARALLÈLES ENTRAINANT UN TRAIN PLANETAIRE EN AVAL

La présente invention concerne une transmission automatique pour véhicule automobile, ainsi qu’un procédé de commande de ce type de transmission.

Un type de transmission connu pour un moteur thermique disposé transversalement dans le véhicule, appelé boîte de vitesses à double embrayage, et présenté notamment par le document FR-A1-2971572, comporte deux arbres primaires d’entrée disposés suivant un même axe, recevant chacun le mouvement d’une motorisation par un embrayage pour former une voie de puissance. Deux arbres secondaires disposés parallèlement, reçoivent le mouvement des arbres primaires par des pignons formant différents rapports de démultiplication pour le transmettre à un différentiel de sortie, en réalisant sept vitesses de marche avant du véhicule et une vitesse de marche arrière.

Ce type de transmission comporte huit dispositifs de synchronisation commandés par quatre ou cinq manchons coulissants axialement, ainsi que des couples de pignons reliant les arbres primaires aux arbres secondaires disposés suivant cinq plans transversaux d’engrenages.

On obtient une transmission disposant d’une gamme de vitesses bien étagée, un passage des différentes vitesses sans interruption de couple, un bon rendement sur toutes les vitesses à partir de la deuxième grâce à un unique engrènement pour entraîner l’arbre secondaire, ainsi qu’une longueur axiale de la transmission réduite par rapport à d’autres solutions connues.

Toutefois le nombre de plans d’engrenages et de dispositifs de synchronisation donne à la boîte de vitesses une longueur axiale trop élevée pour certaines applications, une masse que l’on cherche à réduire, et un coût important.

Une variante de transmission présentée dans ce document comporte seulement quatre plans transversaux d’engrenages. Cette variante présente des compromis sur l’étagement des différentes vitesses, qui ne permet pas d’optimiser le fonctionnement du moteur thermique ainsi que le confort de conduite.

D’autre part on cherche à intégrer dans les transmissions une machine électrique de traction, permettant de réaliser un véhicule hybride pouvant fonctionner avec le moteur thermique seul, la machine électrique seule, ou avec ces deux motorisations afin d’optimiser suivant les conditions de roulage la consommation d’énergie et les émissions de gaz polluants.

Dans ce cas, il est nécessaire d’obtenir une transmission présentant une compacité élevée, en particulier dans la direction axiale, pour pouvoir intégrer dans cette transmission une machine électrique de traction. De plus il est nécessaire de conserver un bon étagement des vitesses, pour optimiser le fonctionnement à la fois du moteur thermique et de la machine électrique.

La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur.

Elle propose à cet effet une transmission de véhicule automobile comportant deux arbres primaires d’entrée entraînant chacun par un groupe de rapports de démultiplication une sortie en formant deux voies de puissance disposées en parallèle, et comprenant des embrayages de voie qui commandent les rapports de ces groupes, chaque rapport étant équipé d’un système d’engagement pour former une vitesse directe, les différentes vitesses directes prises dans l’ordre présentant leurs rapports alternant d’un groupe à l’autre, cette transmission étant remarquable en ce qu’elle comporte un train planétaire à au moins trois éléments, comprenant deux éléments d’entrée recevant chacun le mouvement d’une voie, qui appliquent tous les deux un couple dans la même direction sur un troisième élément de sortie, et en ce qu’elle comporte un embrayage de blocage du train planétaire.

Un avantage de cette transmission est qu’en bloquant le train planétaire avec l’embrayage de blocage serré, on obtient les vitesses directes données chacune directement par un rapport de démultiplication avec son embrayage de voie fermé, qui alternent d’un groupe à l’autre.

De plus à partir d’une vitesse directe utilisant un rapport d’une première voie avec l’embrayage de cette voie fermé, en engageant le rapport d’une vitesse directe voisine de la deuxième voie, puis après un transfert de couple progressif de l’embrayage de blocage vers l’embrayage de cette deuxième voie, on applique des couples sur les deux éléments d’entrée du train planétaire qui s’additionnent sur l’élément de sortie de ce train, en formant une vitesse intermédiaire entre les deux vitesses directes voisines.

On obtient ainsi systématiquement une vitesse intermédiaire entre deux vitesses directes successives, permettant avec un nombre de pignons et de dispositifs d’engagement réduit, d’obtenir une gamme de vitesses importante présentant un bon étagement. On a à la fois un rendement élevé, une masse réduite, un coût de la transmission limité et un bon confort de conduite.

En particulier le nombre limité de plans d’engrenages et de dispositifs d’engagement des rapports dû au petit nombre de rapports de démultiplication, donne à la transmission une longueur axiale très réduite, libérant un espace permettant d’intégrer une machine électrique pour réaliser une version hybride.

La transmission selon l’invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.

Avantageusement, les vitesses directes constituent les vitesses impaires de la transmission.

Avantageusement, chaque voie disposant de plusieurs rapports de démultiplication comporte un embrayage de voie qui est commun pour tous ses rapports, et comporte pour chaque rapport un système d'engagement comprenant un dispositif de synchronisation.

Avantageusement, l'embrayage de blocage relie les deux éléments d'entrée du train planétaire.

Avantageusement, le train planétaire comporte des liaisons entre une couronne formant l’élément de sortie, et un pignon solaire, comprenant chacune deux pignons satellites disposés en série.

Avantageusement, le train planétaire est porté par un arbre secondaire lié à la sortie, disposé parallèlement aux arbres primaires.

Dans ce cas, avantageusement pour une transmission à cinq vitesses l’arbre secondaire reçoit le mouvement uniquement de pignons du rapport de troisième vitesse et du rapport de cinquième vitesse, et pour une transmission à sept vitesses l’arbre secondaire reçoit le mouvement en plus d’un pignon du rapport de septième vitesse.

Avantageusement la transmission comporte un arbre auxiliaire disposé parallèlement aux arbres primaires, recevant le mouvement d’un premier arbre primaire, et le transmettant par l’intermédiaire d’un dispositif d’engagement à un pignon libre du rapport de cinquième vitesse porté par ce premier arbre primaire, pour former le rapport de première vitesse.

Avantageusement la transmission comporte un arbre auxiliaire disposé parallèlement aux arbres primaires, recevant le mouvement d’un premier arbre primaire, et le transmettant par l’intermédiaire d’un dispositif d’engagement à un pignon fixe du troisième rapport de vitesse porté par un arbre secondaire lié à la sortie, disposé parallèlement aux arbres primaires, pour former le rapport de marche arrière.

Avantageusement, la transmission comporte un premier arbre primaire qui entraîne le rapport de la première vitesse, présentant un creux axial recevant le deuxième arbre primaire.

En complément, la transmission peut comporter une machine électrique de traction alignée suivant l’axe des arbres primaires, disposée en série entre un embrayage d’entrée et le départ des deux voies de puissance, qui recouvre axialement cet embrayage d’entrée et les deux embrayages de voie.

L’invention a de plus pour objet un procédé de commande d’une transmission comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce qu’il réalise une vitesse intermédiaire entre deux vitesses directes voisines, en engageant les rapports de ces deux vitesses directes, en fermant les embrayages de voie commandant les rapports de ces deux vitesses directes, et en laissant l’embrayage de blocage ouvert.

Dans ce cas, le procédé peut réaliser de plus une vitesse intermédiaire entre une vitesse de marche arrière venant d’un arbre primaire, et la vitesse directe la plus petite venant de l’autre arbre primaire, en engageant le rapport de marche arrière et le rapport de la vitesse directe, en serrant les embrayages de voie commandant ces deux rapports, et en laissant ouvert l’embrayage de blocage.

L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est un schéma de principe d’une transmission selon l’invention ;

- la figure 2 est un schéma général d’une transmission selon l’invention comprenant sept vitesses de marche avant ;

- la figure 3 est un schéma général d’une transmission comprenant sept vitesses suivant une variante ;

- la figure 4 est un diagramme des vitesses de rotation du train planétaire de ces transmissions à sept vitesses ;

- la figure 5 est un tableau présentant pour ces transmissions à sept vitesses le fonctionnement des embrayages et des dispositifs d’engagement, ainsi qu’un exemple de gamme de vitesses ;

- la figure 6 est un exemple de schéma détaillé de la transmission à sept vitesses présentée figure 2 ;

- les figures 7 et 8 sont respectivement un schéma général et un schéma détaillé pour une version hybride de cette transmission à sèpt vitesses ;

- les figures 9 et 10 sont respectivement un schéma général et un schéma détaillé pour une version hybride d’une variante de cette transmission à cinq vitesses ; et

- les figures 11 et 12 sont respectivement un schéma général et un schéma détaillé pour une version hybride d’une variante de cette transmission à neuf vitesses.

La figure 1 présente une transmission automatique comportant une entrée 2 qui peut être reliée directement à un moteur thermique, ou par l’intermédiaire d’un organe de démarrage du véhicule, comprenant par exemple un convertisseur hydrodynamique de couple.

La transmission comporte deux voies de puissance 6, 10 parallèles, comprenant chacune un embrayage de voie C1, C2 disposé en entrée de cette voie. Chaque voie de puissance 6, 10 comporte ensuite un groupe de rapports de démultiplication 8, 12, comprenant différents rapports de démultiplication disposés en parallèle, commandés chacun par un dispositif d’engagement pour donner une vitesse directe.

Avantageusement pour les groupes de rapports 8, 12 comprenant plusieurs rapports, les dispositifs d’engagement des rapports comportent chacun un dispositif de synchronisation équipé d’un crabot de verrouillage du rapport, commandé par des manchons coulissants actionnés par des fourchettes.

Chaque voie de puissance 6, 10 arrive sur un élément d’entrée d’un train planétaire 20 à trois éléments. Les deux éléments d’entrée appliquent chacun le couple moteur dans la même direction sur le troisième élément du train planétaire 20, qui est relié à la sortie de la transmission 4.

En particulier le train planétaire 20 comporte un premier élément d’entrée formé par le porte-satellites 24, un deuxième élément d’entrée formé par le pignon solaire 22, et un élément de sortie formé par la couronne extérieure 26. Le porte-satellites 24 supporte plusieurs couples de pignons satellites, chaque couple étant disposé en série entre le pignon solaire 22 et la couronne 26.

Pour ce type de train planétaire, les deux couples reçus par les deux éléments d’entrée, le pignon solaire 22 et le porte-satellites 24, s’ajoutent pour s’appliquer dans la même direction sur la couronne 26. La vitesse de la couronne 26 est donnée par une combinaison linéaire des deux vitesses des éléments d’entrée, dépendant du rapport du nombre de dents entre la couronne 26 et le pignon solaire 22.

Un embrayage de blocage C3 disposé entre les deux éléments d’entrée 22, 24 du train planétaire 20, réalise lors de son serrage un blocage de ce train planétaire qui présente ses trois éléments tournant à la même vitesse.

En variante on peut utiliser d’autres types de trains planétaires. En particulier pour un train planétaire comprenant des liaisons entre le pignon solaire 22 et la couronne 26 comportant chacune un seul pignon satellite, en utilisant le pignon solaire et la couronne comme entrée et le porte-satellites 24 comme sortie, on obtient aussi une addition des deux couples des entrées qui s’applique dans la même direction sur la sortie. Toutefois la combinaison linéaire entre les deux vitesses des éléments d’entrée est différente.

La figure 2 présente une transmission comprenant des rapports de démultiplication donnant les vitesses directes qui sont les vitesses impaires du véhicule. Sur la première voie 6, le groupe de rapports 8 comporte un rapport donnant la première vitesse 1, un rapport donnant la cinquième vitesse 5 et un rapport donnant la marche arrière R. Sur la deuxième voie 10, le deuxième groupe de rapports 12 comporte un rapport donnant la troisième vitesse 3 et un rapport donnant la septième vitesse 7.

La figure 3 présente en variante une transmission comprenant sur chaque voie 6, 10 les embrayages de voie C1, C2 disposés en aval des groupes de rapports 8, 12, fonctionnant de manière similaire, avec des caractéristiques de couple et de vitesse pour ces embrayages qui sont modifiés par les rapports de démultiplication se trouvant en amont.

L’embrayage de blocage C3 est disposé entre l’élément de sortie formé par la couronne extérieure 26, et un des deux éléments d’entrée formé par le pignon solaire 22 ou le porte-satellites 24. On obtient sur l’embrayage de blocage C3 un couple plus élevé, mais quand il est ouvert une différence de vitesse qui est plus faible.

La figure 4 présente sur des axes verticaux à partir d’une vitesse nulle 0, pour une même vitesse de rotation du moteur thermique, la vitesse d’entrée du porte-satellites 24 donnée par la première voie 6, la vitesse d’entrée du pignon solaire 22 donnée par la deuxième voie 10, et la vitesse de la sortie 4 donnée par la couronne 26.

On réalise systématiquement une vitesse intermédiaire entre deux vitesses directes avec la combinaison linéaire de deux vitesses d’entrée donnant une vitesse de sortie, comportant un coefficient A pour la vitesse du porte-satellites 24 et un coefficient B pour la vitesse du pignon solaire 22. Ces coefficients A, B donnés par le rapport des nombres de dents du train planétaire 20, sont présentés par des distances horizontales par rapport à l’axe de sortie 4.

La figure 5 présente pour les différentes vitesses du véhicule, les serrages des embrayages, et les engagements des dispositifs d’engagement des rapports de démultiplication, indiqués par des « X ». La première colonne donne l’engagement de l’embrayage de première voie C1, la deuxième colonne l’engagement de l’embrayage de blocage C3, la troisième colonne l’engagement de l’embrayage de deuxième voie C2, et la colonne de la quatrième à la huitième donne respectivement l’engagement des rapports des vitesses directes 1, 3, 5, 7 et R.

La neuvième colonne donne pour chaque vitesse un exemple de rapport de démultiplication obtenu, appelé « Ratio » en langue anglaise, et la dixième colonne donne l’écart relatif entre la vitesse et celle précédente, appelé « Step » en langue anglaise.

La première vitesse directe 1 est obtenue par l’engagement du rapport de première vitesse 1, et un serrage de l’embrayage de première voie C1 et de l’embrayage de blocage C3. Le démarrage du véhicule peut se faire en particulier avec l’embrayage de première voie C1 ou l’embrayage de blocage C3. En variante le démarrage du véhicule peut se faire avec un dispositif de démarrage disposé en amont de la transmission, comme un convertisseur de couple hydrocinétique.

Pour le passage de la deuxième vitesse intermédiaire 2, on engage le rapport de troisième vitesse directe 3, puis on bascule progressivement le couple de l’embrayage de blocage C3 vers l’embrayage de deuxième voie C2. On obtient une deuxième vitesse intermédiaire 2, comprenant un rapport de démultiplication intermédiaire entre la première vitesse 1 et la troisième vitesse

3.

Pour le passage de la troisième vitesse directe 3, on bascule progressivement le couple de l’embrayage de première voie C1 vers l’embrayage de blocage C3. Le passage des vitesses suivantes jusqu’à la septième vitesse 7, se fait de manière similaire avec à chaque fois une bascule simple à contrôler d’un seul embrayage vers un autre, appelée « clutch to clutch » en langue anglaise. Ce type de passage dissipe un minimum d’énergie dans les embrayages, et assure le confort.

Lors du roulage sur chaque vitesse directe, on peut alternativement laisser le rapport d’une vitesse directe voisine engagé, indiqué par la lettre « A », pour anticiper une montée ou une descente vers la vitesse supérieure ou inférieure proche.

En complément on peut réaliser directement des passages doubles entre deux vitesses directes voisines 1 et 3, 3 et 5, et 5 et 7, indiqués par des traits pointillés, utilisés en particulier pour effectuer des rétrogradages rapides de plusieurs vitesses. Pour cela l’embrayage de blocage C3 reste toujours fermé, et on réalise une bascule d’un embrayage d’une voie vers l’embrayage de l’autre voie avec un passage « clutch to clutch ».

Le passage de la marche arrière R est obtenu par l’engagement du rapport de marche arrière R, le serrage de l’embrayage de première voie C1 et le serrage de l’embrayage de blocage C3.

Une première vitesse supplémentaire l’intermédiaire entre la marche arrière R et la troisième vitesse 3, proche de la première vitesse 1, est obtenue par l’engagement du rapport de marche arrière R et du rapport de troisième vitesse 3, puis par le serrage des embrayages des deux voies C1, C2.

La première vitesse supplémentaire l’permet une alternance rapide de démarrage en marche avant et en marche arrière, avec des bascules immédiates entre l’embrayage de blocage C3 et l’embrayage de deuxième voie C2, sans modifier des dispositifs d’engagement de rapports qui sont plus lents à déplacer. On peut aussi utiliser la troisième vitesse 3 pour effectuer cette alternance de démarrage. En particulier l’alternance de démarrage peut servir à dégager un véhicule sur un terrain glissant.

Les rapports de vitesse présentés par la neuvième colonne du tableau sont obtenus pour un train planétaire présentant un rapport du nombre de dents de la couronne 26 par rapport au solaire 22 égal à 2,10, ce qui donne un rapport A/B égal à 0,48.

On obtient une gamme de rapports disposant d’écarts présentés par la dixième colonne, qui diminuent de manière progressive. En particulier les rapports des vitesses intermédiaires 2, 4 et 6 donnés automatiquement par les rapports des vitesses directes voisines, sont bien adaptés.

On notera que la gamme des rapports peut s’adapter facilement pour différents véhicules, en conservant un même train planétaire 20, et en modifiant de manière simple les pignons à dentures externes des rapports des vitesses directes, ce qui permet d’optimiser pour tous les cas l’utilisation du moteur thermique en assurant les performances, le confort et le rendement.

La figure 6 présente une transmission comprenant l’entrée 2 disposée axialement d’un côté appelé avant, indiqué par la flèche AV, reliée à un moteur thermique disposé transversalement dans le véhicule.

La transmission comporte en partant de l’avant l’embrayage de deuxième voie C2 entraînant un deuxième arbre primaire 32, puis l’embrayage de première voie C1 disposé à côté, entraînant un arbre primaire creux 30 qui est traversé par ce deuxième arbre primaire.

Le carter entourant les embrayages de voie C1, C2, relié à l’entrée 2, est lié du côté arrière à un pignon 80 entraînant une pompe à huile, par exemple avec une chaîne ou des engrenages, de manière à obtenir uné pression d’huile permanente quand le moteur thermique tourne.

La transmission comporte un arbre secondaire parallèle 34 disposant à son extrémité avant d’un pignon de sortie 4, qui entraîne un différentiel répartissant le mouvement vers les roues motrices, et comporte un arbre auxiliaire 38 disposé parallèlement.

L’arbre primaire 30 comporte successivement en partant de l’avant, un premier pignon fixe de transfert 40 entraînant un deuxième pignon fixe de transfert 42 lié à l’arbre auxiliaire 38, puis un manchon de synchronisation simple 44, qui coulisse vers l’arrière pour engager un pignon libre 46 du cinquième rapport.

Le pignon libre du cinquième rapport 46 engrène d’un côté avec un pignon fixe du cinquième rapport 48, porté par un premier arbre creux 76 disposé sur l’arbre secondaire 34, lié vers l’avant au porte-satellites 24 du train planétaire 20, et de l’autre côté avec un pignon libre du premier rapport 50 porté par l’arbre auxiliaire 38.

Le deuxième arbre primaire 32 reçoit en partant de l’avant, un manchon double de synchronisation 56 comprenant vers l’avant des cannelures intérieures 54 coulissant sur cet arbre primaire pour un entraînement en rotation, qui passe ensuite au-dessus d’un dispositif de synchronisation du troisième rapport 58 mis en oeuvre pas un mouvement vers l’avant.

Le dispositif de synchronisation du troisième rapport 58 est relié à un pignon libre du troisième rapport 60 disposé à l’arrière de la transmission, qui engrène avec un pignon fixe du troisième rapport 62 porté par un deuxième arbre creux 74 passant dans le premier arbre creux 76, et recevant à son extrémité avant le pignon solaire 22 du train planétaire 20.

Un deuxième dispositif de synchronisation du septième rapport 64 disposé à l’arrière du manchon double de synchronisation 56, est relié à un pignon libre du septième rapport 66 disposé en avant du pignon libre du troisième rapport 60, qui engrène avec un pignon fixe du septième rapport 68 porté par le deuxième arbre creux 74.

L’embrayage de blocage C3 disposé entre le pignon fixe du cinquième rapport 48 et le pignon fixe du septième rapport 68, comporte un carter lié au deuxième arbre creux 74 et des disques liés au premier arbre creux 76, afin de solidariser quand il est fermé le pignon solaire 22 et le porte-satellites 24.

Un deuxième manchon double de synchronisation 70 est disposé sur l’arbre auxiliaire 38, entre le pignon libre du premier rapport 50, et un pignon libre de marche arrière 72 qui engrène directement avec le pignon fixe du troisième rapport 62, pour lier l’un ou l’autre de ces pignons libres avec l’arbre auxiliaire.

Une roue dentée 82 disposée autour de la couronne 26 du train planétaire 20, reçoit un doigt fixé au carter de la transmission pour réaliser un blocage des roues motrices du véhicule dans une position de parking.

On obtient pour les vitesses directes, entre les arbres primaires 30, 32 et l’arbre secondaire 34, hormis la première vitesse utilisant trois engrènements successifs, un seul engrènement pour la troisième, la cinquième et la septième vitesse, avec le train planétaire 20 bloqué, ce qui donne un bon rendement. Pour les vitesses intermédiaires, le train planétaire 20 travaille toujours avec des vitesses relatives relativement réduites ce qui donne aussi un bon rendement.

Concernant les trois embrayages C1, C2 et C3, on a aussi sur tous les rapports un seul embrayage ouvert comme pour une boîte de vitesses à double embrayage, ce qui limite les pertes par traînées et donne un bon rendement à cette transmission.

Les figures 7 et 8 présentent une transmission comprenant vers l’avant un embrayage d’entrée C4 comportant un carter relié à l’entrée 2, et des disques reliés au carter de l’embrayage de deuxième voie C2, qui est équipé de disques entraînant le deuxième arbre primaire 32. Les carters des deux embrayages de voie C1, C2 présentent un même diamètre.

Le carter de l’embrayage de deuxième voie C2 entraîne vers l’arrière, radialement à l’intérieur de cet embrayage, le carter de l’embrayage de première voie C1 qui comprend des disques reliés au premier arbre primaire 30.

Une machine électrique de traction comporte un stator 90 fixé au carter de la transmission, et un rotor intérieur 90 relié au carter extérieur de l’embrayage de deuxième voie C2.

L’embrayage d’entrée C4 permet d’isoler le moteur thermique afin de réaliser un roulage sans émission de gaz polluants, uniquement avec la machine électrique qui utilise toutes les vitesses de la transmission, sans rupture de couple lors des changements de vitesse. On obtient ainsi une optimisation du rendement et du confort.

Le carter de l’embrayage de deuxième voie C2 est lié au pignon de pompe à huile 80, ce qui permet d’entraîner en permanence cette pompe lors des roulages avec le moteur thermique, ou avec la machine électrique seule.

On obtient de cette manière un ensemble d’embrayages disposé à l’avant, comprenant un contour extérieur identique à celui de la transmission sans machine électrique présentée figure 6, ce qui permet de standardiser fortement ces transmissions.

Le démarrage du véhicule sur la première vitesse en utilisant le moteur thermique se fait avec l’embrayage d’entrée C4, qui ne reçoit pas le couple de la machine électrique dans le cas où cette machine délivre aussi un couple pour ce démarrage. On notera que le démarrage du véhicule pour la transmission sans machine électrique présentée figure 6, se fait avec l’embrayage de première voie C1 disposé à l’arrière de l’ensemble d’embrayages. Dans ces deux cas le démarrage du véhicule utilise un embrayage disposé sur un grand diamètre, ce qui est favorable pour la dissipation de puissance nécessaire pour ces démarrages.

On notera que l’arbre secondaire 34 comporte seulement trois pignons fixes 62, 48, 68 du troisième, cinquième et septième rapport de vitesse, l’embrayage de blocage C3 étant disposé en parallèle du premier manchon double de synchronisation 56, et le train planétaire 20 étant disposé en parallèle du manchon simple de synchronisation 44, ce qui donne globalement à cet arbre secondaire une longueur très courte.

De cette manière on dégage une distance axiale importante en avant du pignon de sortie 4, permettant de disposer entre ce pignon et le moteur thermique d’un espace suffisant pour installer la machine électrique de traction. En particulier on peut prévoir une machine présentant une longueur d’environ 120mm délivrant une puissance d’environ 80kW, ce qui permet de réaliser un véhicule hybride disposant d’une forte puissance électrique pour la traction et la récupération d’énergie au freinage.

Les figures 9 et 10 présentent une transmission comportant sur la deuxième voie 10 uniquement le rapport de troisième vitesse, ce qui donne une transmission à cinq vitesses.

Les deux pignons 66, 68 du septième rapport de démultiplication et le premier manchon double de synchronisation 56 sont supprimés. Le deuxième arbre primaire 32 est alors lié en permanence au pignon solaire 22 par le rapport de troisième vitesse.

Le fonctionnement est identique à celui de la transmission à sept vitesses présentée précédemment, pour les passages jusqu’à la cinquième vitesse. On notera que le rapport de troisième vitesse étant le seul sur la deuxième voie 10, l’embrayage de deuxième voie C2 constitue le dispositif d’engagement de ce rapport de démultiplication, qui ne nécessite pas de dispositif de synchronisation particulier. La transmission est fortement simplifiée.

La transmission à cinq vitesses présente une longueur axiale très réduite, permettant de disposer une machine électrique présentant une longueur importante et délivrant un couple élevé. La diminution du rtombre de vitesses est compensée par un fonctionnement de la machine électrique capable d’ajouter un couple important à toutes les vitesses de rotation du moteur thermique.

Les figures 11 et 12 présentent une transmission comportant sur la première voie 6 un rapport supplémentaire de neuvième vitesse.

Le premier arbre primaire 30 reçoit en arrière du premier pignon de transfert 40, un pignon fixe de neuvième rapport 100, qui engrène avec un pignon libre de neuvième rapport 102 porté par l’arbre auxiliaire 38, en présentant une démultiplication qui augmente fortement la vitesse de rotation de ce pignon libre.

Un deuxième manchon simple de synchronisation 104 lié en rotation avec le pignon libre du premier rapport 50, comporte vers l’avant un dispositif de synchronisation qui permet d’engager le pignon libre du neuvième rapport 102 avec ce pignon libre du premier rapport.

On obtient en engageant le deuxième manchon simple de synchronisation 104 une augmentation de la vitesse du pignon libre du premier rapport 50, qui est transmise par les pignons du cinquième rapport 46, 48 au porte-satellites 24 du train planétaire 20. En serrant l’embrayage de blocage C3, on obtient la neuvième vitesse.

De la même manière la huitième vitesse est obtenue en engageant à la fois le septième rapport et le neuvième rapport avec leurs embrayages de voie C1, C2 fermés, et en laissant l’embrayage de blocage C3 ouvert.

En variante la transmission peut présenter des dispositions variées, notamment suivant les contraintes d’encombrement. En particulier la transmission peut comporter des dispositifs de synchronisation disposés sur l’arbre secondaire.

En variante les dispositifs d’engagement des rapports peuvent comporter des embrayages à la place des dispositifs de synchronisation. En particulier chaque rapport d’un groupe de rapports 8, 12 peut comporter un embrayage propre, l’ensemble de ces embrayages remplace alors l’embrayage commun de voie C1, C2 qui n’est plus nécessaire.

En variante la version hybride peut comporter une machine électrique reliée directement ou par un embrayage à une seule voie de puissance 6, 10, ou reliée à la sortie de la transmission 4.

D’une manière générale la transmission selon l’invention peut s’adapter pour des moteurs disposés dans le véhicule transversalement, ou longitudinalement avec une sortie tournée vers l’arrière, avec un nombre non limité de vitesses directes, donnant à chaque fois une vitesse intermédiaire supplémentaire entre deux vitesses directes voisines.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Transmission de véhicule automobile comportant deux arbres primaires d’entrée (30, 32) entraînant chacun par un groupe de rapports de démultiplication (8, 12) une sortie (4), en formant deux voies de puissance (6, 10) disposées en parallèle, et comportant des embrayages de voie (C1, C2) qui commandent les rapports de ces groupes (8, 12), chaque rapport étant équipé d’un système d’engagement (44, 56, 70) pour former une vitesse directe, les différentes vitesses directes prises dans l’ordre présentant leurs rapports alternant d’un groupe à l’autre, caractérisée en ce qu’elle comporte un train planétaire (20) à au moins trois éléments (22, 24, 26), comprenant deux éléments d’entrée (22, 24) recevant chacun le mouvement d’une voie (6, 10), qui appliquent tous les deux un couple dans la même direction sur un troisième élément de sortie (26), et en ce qu’elle comporte un embrayage de blocage (C3) du train planétaire (20).
2 - Transmission selon la revendication 1, caractérisée en ce que les vitesses directes constituent les vitesses impaires de la transmission.
3 - Transmission selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque voie (6, 10) disposant de plusieurs rapports de démultiplication comporte un embrayage de voie (C1, C2) qui est commun pour tous ses rapports, et comporte pour chaque rapport un système d'engagement (44, 56, 70) comprenant un dispositif de synchronisation.
4 - Transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'embrayage de blocage (C3) relie les deux éléments d'entrée (22, 24) du train planétaire (20).
5 - Transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le train planétaire (20) comporte des liaisons entre une couronne (26) formant l’élément de sortie, et un pignon solaire (22), comprenant chacune deux pignons satellites disposés en série.
6 - Transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce le train planétaire (20) est porté par un arbre secondaire (34) lié à la sortie (4), disposé parallèlement aux arbres primaires (30, 32).
7 - Transmission selon la revendication 6, caractérisée en ce que pour une transmission à cinq vitesses l’arbre secondaire (34) reçoit le mouvement uniquement de pignons (48, 62) du rapport de troisième vitesse et du rapport de cinquième vitesse, et en ce que pour une transmission à sept vitesses l’arbre secondaire (34) reçoit le mouvement en plus d’un pignon (68) du rapport de septième vitesse.
8 - Transmission selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un arbre auxiliaire (38) disposé parallèlement aux arbres primaires (30, 32), recevant le mouvement d’un premier arbre primaire (30), et le transmettant par l’intermédiaire d’un dispositif d’engagement (70) à un pignon libre du rapport de cinquième vitesse (46) porté par ce premier arbre primaire (30), pour former le rapport de première vitesse.
9 - Transmission selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un arbre auxiliaire (38) disposé parallèlement aux arbres primaires (30, 32), recevant le mouvement d’un premier arbre primaire (30), et le transmettant par l’intermédiaire d’un dispositif d’engagement (70) à un pignon fixe du troisième rapport de vitesse (62) porté par un arbre secondaire (34) lié à la sortie (4), disposé parallèlement aux arbres primaires (30, 32), pour former le rapport de marche arrière.
10 - Transmission selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un premier arbre primaire (30) qui entraîne le rapport de la première vitesse, présentant un creux axial recevant le deuxième arbre primaire (32).
11 - Transmission selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte une machine électrique de traction alignée suivant l’axe des arbres primaires (30, 32), disposée en série entre un embrayage d’entrée (C4) et le départ des deux voies de puissance (6, 10), qui recouvre axialement cet embrayage d’entrée (C4) et les deux embrayages de voie (C1, C2).
12 - Procédé de commande d’une transmission selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il réalise une vitesse intermédiaire entre deux vitesses directes voisines, en engageant les rapports de ces deux vitesses directes, en fermant les embrayages de voie (C1, C2) commandant les rapports de ces deux vitesses directes, et en laissant l’embrayage de blocage (03) ouvert.

5 13 - Procédé de commande selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il réalise une vitesse intermédiaire (1’) entre une vitesse de marche arrière (R) venant d’un arbre primaire (30), et la vitesse directe la plus petite (3) venant de l’autre arbre primaire (32), en engageant le rapport de marche arrière et le rapport de la vitesse directe (3), en serrant les embrayages de voie (C1, C2) 10 commandant ces deux rapports, et en laissant ouvert l’embrayage de blocage (C3).