Brevet FR2349064A1 — publié le 19771118

La présente de.an e concerne un détecteur de synchronisme, par exemple, pour la détection et la signalisation lors d'un changement de rapport de demul-u plication, de l'approche du synchronisme de pignons qui pourraient s'engréner pour des véhicules automobiles munis d'une botte de vitesses à commande manuelle. Les véhicules automobiles sont généralement équipés d'un tachymètre (compteur de vitesse) qai indique, une constante près, la vitesse de rotation de l'ar- bre secondaire ou mené de la botte de vitesses0 Certains véhicules comportent aussi un "compte-tours" qui visualise le régime moteur, ctest- à-dire la vitesse de rotation de l'arbre menant0 Or, pour chaque vitesse linéaire re du veicule et chaque rapport de ddmultiplication entre l'arbre moteur et la sortie de la botte de vitesses, il existe un et un seul régime moteur tel que les pignons menant et mené de la botte de vitesses soient synchrones.En conséquence, lors d'un changement de vitesses, c'est-à-dire d'un changement du rapport de démultiplication, les pignons appelés à s'engréner ne sont, de façon statistique, pas synchrones. Ce fait se traduit par une sollicitation importante des 'Isynchros" et de l'embrayage, ainsi que par un à coup de transmission. Or, les à coups de transmission abaissent de façon considérable le confort des passagers du véhicule, et des sollicitations importantes des "synchros" et de l'embrayage amènent une usure très rapide de tout l'ensemble de la transmission. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en signalant avec une approximation choisie par l'utilisateur, et pour chacun des rapports de botte, le synchronisme des pignons mené @@@@@@, ce qui permet d'enclencher le rapport désiré exactement au synchronisme0 Â cet effet, l'invention concerne un détecteur de synchronisme par exemple pour la détec- tion et la signalisation lors d'un changement de rapport de démultiplication de l'approche du synchronisme de pignons qui pourraient s'engrener pour des véhicules automobiles munis d'une botte de vitesses à commande manuelle, détecteur caracté- risé en ce qu'il comporte des moyens susceptibles de détecter la vitesse de rotation de l'arbre moteur de la bote de vitesses pour la transformer en une première tension proportionnelle à cette première vitesse, des moyens susceptibles de détecter la vitesse de rotation de l'arbre secondaire de la botte de vitesse pour la transiormer en une seconde tension proportionnelle à cette seconde vitesse, ainsi que des moyens qui pondèrent cette première et cette seconde tension en fonction des différents rapports de démultiplication de la botte pour obtenir un premier signal proportionnel à la première tension et n seconds signaux, le ième second signal étant proportionnel au quotient de la seconde tension par le ième rapport de démultiplication de la botte de vitesse et n étant le nombre de rapports de démultiplication possibles, puis transmettent à ltentrée de n comparateurs, le premier signal et l'un des seconds signaux pour obtenir à leur sortie n signaux de sortie, le ième signal de sortie étant proportionnel au module de la différence entre le premier signal et le ième second signal, un signal final étant fourni à un dispositif de signalisation lorsque l'une des n différences est inférieure à une valeur prédéterminée. Un tel détecteur est oapable de donner l'indication du moment exact auquel le tynchronisme est atteint quelle que soit la manoeuvre ayant provoqué le désaccouplement des pignons (changement de vitesse, débrayage, passage au point mort avec ou sans débrayage ...)* L'approche du synchronlsme est signalée quel que soit le sens de variation de la vitesse de rotation du moteur et de la vitesse linéaire du véhicule. Ltune de ces deux vitesses peut titre croissante et l'autre dé- croissante, toutes les deux peuvent être croissantes ou bien l'une peut Outre constante et l'autre croissante et décroissante. De plus, ce détecteur permet de fournir l'indication recherchée quelle que soit l'approche du synchronisme, o'est-à-dire quelle que soit la variation en fonction du temps de la vitesse relative des pignons des ar- bres menant et mené considérés. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens susceptibles de détecter la vitesse de rotation de l'arbre moteur de la botte de vitesses sont constitués par un dispositif de prise d'information situéau niveau du rupteur du delco qui transmet un signal bventuel- lement mis en forme à un monostable qui délivre en sortie une tension continue proportionnelle à la fréquence du signal d'entrée et donc au régime moteur. Cette disposition constitue 1 t équivalent d'un compte-tours électronique classique ne comportant pas d'appareil à aiguilles. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de détecter les vitesses de rotation de l'arbre secondaire de la botte de vitesses sont constitués par un rupteur intercalé entre le cible de tachymètre et le tachymètre lui-Etme qui ouvre plusieurs fois par tour un contact alimenté par une tension continue, le signal ainsi obtenu ayant été éventuellement mis en forme est ensuite trans- mis à un mono stable qui délivre en sortie une tension continue proportionnelle à la fréquence du signal d'entrée et donc à la vitesse linéaire du véhicule0 Cette disposition se résume à intercaler entre le cible du tachymètre et le tachymètre lui-mme, un rupteur comparable à celui du delco. On se trouve ramené au cas précédent.On dispose ainsi, d'une tension continue proportionnelle à la vitesse linéaire du véhic';ile, c'està-dire, à un coefficient près, à la vitesse de l'arbre mené de la botte de vitesses. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens qui pondèrent la première et la seconde tension sont des potentiomètres. On obtient ainsi, et d'une manière particulièrement simple, un premier signal proportionnel à la première tension et autant de seconds signaux propor- tionnels au quotient de la seconde tension par l'un des rapports de démultiplication de la botte de vitesses qu'il y a de rapports de démultiplication possibles. Lorsque le synchronisme sera atteint pour une vitesse donnée, la différence entre le pre- mier signal et le second signal correspondant à cette vitesse sera nulle, Selon une autre caracteristi- que de l'invention, le coefficient de pondération de la prs- mière tension est tel que, à la vitesse maximale du véhicule, on puisse avoir égalité entre le premier et le second signal. Cette propriété permet de définir le rapport de proportionnalité reliant le premier signal et la première tension. Selon une autre caractéristique de l'invention, les comparateurs sont des amplificateurs opérationnels montés en différentiateurs. Le réglage du rapport de pro portionnalité reliant le signal final obtenu à la différence des deux entrées permet d'ajuster la sensibilité du détecteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le détecteur de synchronisme comporte n relais identiques, le ième relais se décollant et envoyant une tension au dispositif de signalisation lorsque la ième différence est inférieure à une valeur prédéterminée. Si on appelle aîe nodule de la différence existant à l'instant du déclenchement do l lC lisation entre la vitesse relative des pignons qui aprrochent le synchronisme et la vitesse relative des mêmes pignons lors du synchronisme, g peut être ajusté par l'utilisateur à une valez quelconque comprise entre zéro et une valeur maximale compatible avec la notion de synchronisme. L'indication du synchronisme est fournie de la mdme façon quel que soit le signe de ( 'est-à-dire pour une vitesse linéaire constante et un régime moteur croissant, par exemple, le début de la signalisation aura lieu avant que le régime moteur atteigne le régime de synchronisation. En d'autres termes, le début de la signalisation précède toujours d'une quantité fonction de le moment exact du synchronisme Si a été ajusté au minimum possible, la signalisation se fera lors de l'obtention du synchronisme.En fait, il existera toujours une petite diffé- renoue, fonction du mode de réalisation de la détection de l'égalité, mais celle-ci de par construction, est négligeable devant le temps nécessaire à la manoeuvre d'enclenchement des pignons. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de signalisation comporte n voyants lumineux. Dans une autre variante, la signalisation du synchronisme peut se faire par l'emploi d'un appareil à aiguilles qui visualise l'écart existant entre le régime moteur actuel et celui correspondant au synchronisme avec le rapport le plus proche. Ce rapport est désigné par l'un des n voyants lumineux situés à proximité du cadran de l'appareil à aiguilles. En dtautres termes, cet appareil à aiguilles indique . C(est un indicateur d'erreur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de signalisation comporte un avertisseur sonore. L'approche du synchronisme pellt titre aussi signalée par des moyens tactiles ou par une combo~ naison des moyens déjà cités. On entend par moyens tactiles, un signal transmis au chauffeur par le levier de vitesses : vibration percution, ohoc unique ou répété ... facilement réalisés à l'aide d'un électro-almant. Le détecteur permet de montrer au conducteur du véhicule, d'une façon simple et sans ambiguité, quel est le couple de pignons, le rapport de démultiplication ou la vitesse qui approche du synchronisme. Selon une autre caractéristique de l'invention, le détecteur de synchronisme comporte un disposition limitant la durée dans le temps du dispositif de signalisation, ce dispositif de signalisation se réarmant automatiquement aussitEt après déclenchement. Le dispositif limitant la durée de signalisation peut être constitué d'un cirouit RO réglable par l'utilisateur et placé dans la partie de signalisation. En outre, l'utilisateur peut, par la manoeuvre d'un ou plusieurs interrupteurs suspendre à volonté le fonctionnement total ou partiel des moyens de signalisation. Le détecteur de synchronisme qui fait l'objet de la présente invention est utilisable sur tout véhicule, équipé en 6 volts, 12 toltst 24 volta ou toute autre valeur aux prix d'une petite adjonction0 Il est en outre utilisable quel que soit le nombre de rapports de la botte de vitesses et plue généralement au prix d'une éventuelle adjonction, quel que soit le nombre des rapports de démultiplication dans le cas de véhicules équipés de réducteurs indépendants de la bote de vitesses ou deoverdrive. Dans ce dernier cas, il faut que le détecteur possède, en plus, l'information correspondant à l'utilisation ou non de l'overdrive ou du réducteur (réalisa- tion par un simple contact sur l'organe de commande).Cette information fait commuter la pondération des première et seconde tensions sur un autre ensemble de valeurs. Le reste du détecteur est identique. En outre, ce détecteur est adaptable sur tout véhicule équipé ou non d 'un compte-tours. L'utilisa- teur ou un garagiste installateur de poste de radio, électri- cien, accessoiriste, peut facilement monter le détecteur. Bn outre, le dispositif selon l'invention peut tre utilisé quel que soit le nombre de cylindres du moteur et quel que soit le nombre de rupteurs d'allumage prévus. Ce dispositif peut également titre utilisé dans le cas où l'allumage se fait sans passer par l'intermédiaire d'un rupteur, l'information nécessaire pour la détermination de U1 pouvant, dans ce cas titre obtenue par exemple à l'aide d'un capteur inductif sur le circuit d'allumage. Le détecteur qui fait l'objet de la présente invention sera mieux compris en se référant à la figure jointe qui est un schéma de détecteur selon la présente invention dans le cas d'une botte à quatre vitesses. Selon cette figure, une première chaîne portant la référence I détecte la vitesse de ro tation de l'arbre moteur de la botte de vitesse; du véhicule pour la transformer en une première tension Ul proportionnelle à cette première vitesse. Cette chaîne I comporte un dispositif de prise d'information 5 situé au niveau du rupteur du delco 6. Ce dispositif pouvant par exemple titre constitué par un simple fil de connexion. Ce dispositif d'information 5-déteete la viterse de rotation de l'arbre moteur du véhicule et la transmet, après un étage de mise en forme 7 à un mono stable 8 qui transmet en retour une tension continue Ul proportionnelle à la fréquence du signal d'entrée et donc au régime moteur. Une seconde chaîne référencée II et analogue à la chaîne I détecte la vitesse de rotation de l'arbre secondaire de la boite de vitesses pour la trans former en une tension U2 proportionnelle à cette seconde vitesse et donc à la vitesse linéaire du véhicule. La détection de l'information se fait par l'intermédiaire d'un rupteur 5' intercalé entre le cible de tachymètre 9 et le tachymètre luimime. Ce rupteur 5' ouvre plusieurs fois par tour un contact 10 alimenté par une tension continue. le signal capté et éventuellement mis en forme dans un dispositif 7' est transmis à un mono stable 8 t qui le transforme en une tension continue U2 proportionnelle à la fréquence du signal d'entrée et donc à la vitesse linéaire du véhicule. les tensions continues U1 et U2 sont ensuite transmises à un étage de pondération III qui se compose de deux montages potentiométriques il et 12. Par le montage 12, la tension continue U2 est divisée par des nombres proportionnels aux quatre rapports de la botte de telle sorte que l'on dispose à la sortie du montage potentiométrique 12, de quatre tensions U21, U22, U23, U24, qui, pour une vitesse linéaire donnée correspcndent aux quatre régimes qui seraient obtenus si l'on enclenchait la première, la deuxième, la troisième oti la quatrième vitesse. D'une manière plus précise, U21 correspond à la première vitesse, U22 à la deuxième, U23 à la troisième, U24 à la quatrième. 8 la sortie du potentiomètre 12 nous aurons U21 = U2 U22 = U2 U23 = U2 3 U24 = U2 K4 Si l'on appelle RI, R2, R3 et R4, les rapports de botte (ou les facteurs de performances exprimés en Le montage potentiométrique 12 est prévu avec une amplitude de réglage, telle que quelle que soit la variante de réalisation du détecteur de synchronis- me mise en oeuvre dans le cadre de l'invention cette variante peut satisfaire à des conditions différentes en ce qui concerne le nombre des valeurs et leur échelonnement. Le montage potentiométrique 11 divise la tension U1 par un coefficient K, tel que, à la vitesse maximum du véhicule (en quatrième), légalité des tensions soit possible, c'est-à-dire que K est défini par l'égalité U1 U2 La tension Ul et les tensions U21, U22, U23 et U24 sont ensuite transmises à un étage de comparaison IV. Cet étage est constitué de quatre amplifica- teurs opérationnels identiques A1, A2, A3 et A4 montés en différentiateurs. Chacun des amplificateurs Ai, A2, A3 et A4 est alimenté à son entrée par la tension Ul et par l'une des ten- sions U2.Ces amplificateurs donnent à leur sortie des signaux P1, P2, P3 et P4 proportionnels à la différence des deux entrées de l'amplificateur, c'est-à-dire qu'à la sortie de l'am U1 U2 plificateur A, on obtient P t f ) pour i variant de 1 à 4. Le réglage de P permet d'ajuster la sensibilité du système. Les signaux Pi sont ensuite transmis à un étage de détection V constitué par quatre relais à manque de tension B 32, B) et 34. Lorsque, pour le ième rapport, le synchronisme est atteint avec la tolérance choisie, le relais correspondant se décolle et le contact envoie une tension au dispositif de signalisation VI. Dans le cas de la figure, l'étage de signalisation VI est constitué par quatre voyants repérés 1, 2, 3, 4 et d'un dispositif sonore référencé 13. Le détecteur est aisément régla- bie lors de l'installation par l'utilisateur ou par un hor-e de l'art. Le réglage consiste principalement en un étalonnage des différentes pondérations. Pour des raisons d'économie de fabrication (dispersion des valeurs des résistances choisic-t-' dans ltexemple décrit, les valeurs des résistances sont choisies indépendamment des rapports de transmission du véhicule, il iaut donc les ajuster. C'est-à-dire que, pour chacune des vites- ses et en commençant par la plus démultipliée, (si la somme des résistances est constante), le véhicule roulant, vitesse enclenchée, et # étant ajusté au minimum possible, il suffit de modifier la valeur de la résistance qui lui est relative jusqu'au déclenchement du système. Le réglage des sensibilités est effectué en fonction des lofts et aptitudes de l'utili- sateur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée 'a l'exemple de réalisation ci-dezsus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N I C Â T I O N S 10) Détecteur de synchronisme par exemple pour la détection et la signalisation lors d'un changement de rapport de démultiplication de l'approche du synchronisme de pignons qui pourraient s 'engréner, pour des véhicules automobiles munis d'une botte de vitesses à commande manuelle, détecteur caractérisé en ce qutil comporte des moyen3 susceptibles de détecter la vitesse de rotation de l'arbre moteur de la bote de vitesses pour la transformer en une première tension proportionnelle à cette première vitesse, des moyens susceptibles de détecter la vitesse de rotation de l'arbre secondaire de la boite de vitesses pour la transformer en une seconde tension proportionnelle à cette seconde vitesse, ainsi que des moyens qui pondèrent et/ou divisent à volonté cette première etXou cette seconde tension en fonction des différents rapports de démultiplication de la bote pour obtenir un premier signal proportionnel à la première tension et g seconds signaux, le ième second signal étant proportion- nel au quotient de la seconde tension par le ième rapport de démultipliátion de la boite de vitesses et n étant le nombre de rapports de démultiplication possibles, puis transmettent à l'entrée de n comparateurs, le premier signal et l'un des seconds signaux pour obtenir à leur sortie n signaux de sortie, le ième signal de sortie étant proportionnel au module de la différence entre le premier signal et le ième second signal, un signal final étant fourni à un dispositif de signalisation lorsque 1 1une des n différences est inférieure à une valeur prédéterminée. 20) Détecteur de synchronisme selon la revendication i, caractérisé en ce que les moyens susceptibles de détecter la vitesse de rotation de l'arbre moteur de la boite de vitesses sont constitués par un dispositif de prise d'information, transmettant un signal, éventuellement mis en forme, à un monostable qui délivre en sortie une tension continue proportionnelle à la fréquence du signal d'entrée et donc au régime moteur. 5 ) Détecteur de synchronisme selon l'une quelconque -des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de détecter les vitesses de rotation de l'arbre secondaire de la bote de vitesses sont constitués par un dispositif de prise d'information transmettant un signal, éventuellement mis en forme, à un monostable qui délivre en sortie une tension continue proportionnelle à la fréquence du signal d'entrée et donc à la vitesse linéaire du venicule. 40) Détecteur de synchronisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les dispositifs de prise d'information sont constitués soit par des rupteurs fonctionnant en synchronisme avec l'arbre moteur ou l'arbre secondaire de la botte de vitesses, soit par des capteurs inductifs, ou optiques, ces dispositifs transformant dans tous les cas l'information. 50) Détecteur de srnchronisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens qui pondèrent et/ou divisent la première et/ou la seconde tension sont des potontiomètres. 60) Détecteur de synchronisme selon l'une quelconque des revendications 1 à .5, caractérisé en ce que le coeffic en de pondération de la première tension est tel que, à la vitesse maximale du véhicule, on puisse avoir égalité entre le premier signal et le second signal. 70) Détecteur de synchronisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les comparateurs sont des-amplificateurs opérationnels montés en différentiateurs. 80) Détecteur de synchronisme selon l'une quelconque des revendications 1 å 7, caractérisé en ce qu'il comporte n relais identiques, le ième relais se décol- lant et envoyant une tension au dispositif de signalisation lorsque la ième différence est inférieure à une valeur préd6- terminée. 90) Détecteur de synchronisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de signalisation comporte n voyants lumineux. 10 ) Détecteur de synchronisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de signalisation comporte un avertisseur sonore. 11 ) Détecteur de synchronisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractériaé en ce qu'il comporte un dispositif limitant la durée dans le temps du dispositif de signalisation, le dispositif de signalisation étant réarmé à chaque changement de vitesse. 129) Détecteur de synchronisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'utilisateur peut; à tout moment, suspendre partiel- lement ou totalement le fonctionnement des moyens de signal sation. 130) Détecteur de synchronisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le module 6 de la différence existant à l'instant du déclenchement de la signalisation entre la vitesse relative des pignons qui approchent le synchronisme et la vitesse relative des mêmes pignons lors du synchronisme, peut titre ajusté par l'utilisateur à une valeur quelconque comprise entre zéro et une valeur maximale compatible avec la notion de synchronisme. 140) Détecteur de synchronisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la signalisation du synchronisme se fait à l'aide d'un appareil à aiguille indicatrice, auquel sont associés les voyants visualisant le rapport de synchronisme le plus proche. 150) Détecteur de synchronisme selon l'une quelconque des revendications i à 14, caractérisé en ce que les potentiomètres qui pondèrent et/ou divisent la première et/ou la seconde tension sont prévus avec une ampli- tude de réglage telle qu'on peut adapter un modèle quelconque du détecteur selon l'invention à une botte de vitesses compo tant un nombre de vitesses quelconque et un échelonnement quelconque de ces vitesses.