Brevet FR2688853A1 — publié le 19930924

Dispositif pour la détection de la vitesse engagée d'une boite de vitesse de véhicule à moteur La présente invention concerne un dispositif pour la détection de la vitesse engagée d'une boite de vitesses multi-étagée à changement de vitesse manuel ou automatisé à l'aide d'actionneurs de positionnement, dont les étages entourés par un carter de boite de vitesses commun peuvent être commandés par le déplacement d'organes de changement de vitesse, qui sont maintenus sur des tiges de commande des fourchettes, parallèles les unes par rapport aux autres, guidées de manière mobile dans leur sens longitudinal dans le carter de boîte de vitesses, suivant le mouvement de déplacement des organes de changement de15 vitesse du moins sur des trajectoires partielles. Pour une pluralité de cas d'application, particulièrement dans le cas de dispositifs d'actionnement d'embrayage automatique, il est nécessaire de connaître la20 vitesse engagée sur la boîte de vitesses Des dispositifs de commande, montés jusqu'à présent sur la boîte de vitesses se sont révélés, dans de nombreux cas, trop fragiles pour le fonctionnement dans les véhicules à moteurs ou supposent d'importantes modifications25 constructives de la boîte de vitesses Même le montage de dispositifs de commande classiques s'est révélé, dans de nombreux cas, long et coûteux. La présente invention a pour but, de fournir un dispositif pour la détection de la vitesse engagée d'une boîte de vitesses, qui est réalisable avec un moindre coût que jusqu'à présent et n'est pas sensible pendant le fonctionnement. La présente invention part de la réflexion selon laquelle les organes de changement de vitesse de boites de vitesses classiques, de véhicules à moteur, à changement de vitesse manuel, ou automatisé à l'aide d'actionneurs de positionnement, c'est-à-dire par exemple dont les fourchettes de changement de vitesse sont en général5 maintenues sur des tiges de commande des fourchettes, parallèles les unes par rapport aux autres, guidées dans leur sens longitudinal de manière mobile dans le carter de la boîte de vitesses, qui parcourent au moins une partie de la trajectoire de l'organe de changement de vitesse,10 mais toutefois la plupart du temps la trajectoire totale du changement de vitesse de l'organe de changement de vitesse Dans le cadre de la présente invention, au moins quelques tiges de commande des fourchettes portent un aimant permanent, alors que des capteurs de champs15 magnétiques, affectés aux tiges de commande des fourchettes, sont montés sur le carter de la boîte de vitesses, qui, dans des positions prédéterminées des tiges de commande des fourchettes, répondent à leurs aimants permanents Les capteurs de champs magnétiques, qui sont20 judicieusement constitués de commutateurs de Hall, détectent, sans contact, la position des aimants et de ce fait des tiges de commande des fourchettes, ce qui est favorable à la sécurité de fonctionnement Puisque les trajectoires de changement de vitesse des tiges de25 commande des fourchettes, ainsi que l'écartement bilatéral des tiges de commande des fourchettes est comparativement grand, seuls des problèmes de tolérance réduits se posent lors de l'ajustement des seuils de changement de vitesse des capteurs de champs magnétiques.30 Dans une conception préférée de la présente invention, les aimants permanents sont montés dans le secteur des extrémités des tiges de commande des fourchettes, et les capteurs de champs magnétiques sont35 regroupés en une unité de construction, qui peut être fixée en tant qu'unité de construction sur le carter de la boite de vitesses Les capteurs de champs magnétiques peuvent, de cette manière, être regroupés en un module, qui peut être monté avec un encombrement réduit, et d'une manière simple, sur le carter de la boite de vitesses. 5 Ceci vaut particulièrement lorsque les tiges de commande des fourchettes présentent des prolongement dans le sens axial, qui ressortent par au moins une ouverture du carter de la boîte de vitesses, qui portent des aimants permanents, et qui pénètrent dans un boîtier de l'unité de10 construction posé depuis l'extérieur sur le carter de la boîte de vitesses et couvrant l'ouverture En particulier dans la dernière conception citée, le module peut être monté avec des modifications constructives de la boîte de vitesses relativement réduites, sur son carter de boîte de15 vitesses Le module peut également être utilisé sur d'autres éléments de commutation, tels que des commandes, avec des contacts pouvant être actionnés mécaniquement par des organes de commande, comme par exemple des cames ou similaires des tiges de commande des fourchettes.20 La détection, d'un fonctionnement particulièrement sûr, de la position d'engrènement, permet un mode de réalisation dans lequel deux capteurs de champs magnétiques sont affectés à chaque tige de commande des25 fourchettes, parmi lesquels chacun détecte l'une des deux positions finales de la tige de commande des fourchettes, dans laquelle la tige de commande des fourchettes peut être déviée à partir de la position neutre de la boite de vitesses. Un exemple de réalisation de la présente invention est expliqué plus en détail en référence au dessin dans lequel: la figure 1 montre une représentation partielle schématique d'une boîte de vitesses multi-étagée de véhicule à moteur, à commande manuelle, avec un dispositif pour la détection de la vitesse engagée et la figure 2 montre une représentation en coupe d'un exemple de réalisation d'un module de détection de la vitesse. La figure 1 montre une boîte de vitesses classique synchronisée, à plusieurs vitesses, d'un véhicule à moteur, avec un arbre principal 3 supporté en rotation10 dans un carter de boîte de vitesses 1, entraîné par le moteur à combustion interne du véhicule à moteur, ainsi qu'avec au moins un arbre de renvoi 5, parallèle dans le sens axial à l'arbre principal 3, supporté en rotation libre dans le carter de boîte de vitesses 1 L'arbre15 principal 3 porte en rotation libre des paires d'engrenages 7, 9 montés axialement l'un à côté de l'autre, parmi lesquels toutefois seule une paire d'engrenages est représentée, qui chacun engrènent avec des roues dentées 11, 13 de l'arbre de renvoi 5, qui sont20 liées l'une à l'autre en rotation Un pignon à crabots 15, relié avec l'arbre principal 3, solidaire en rotation mais capable de déplacement dans le sens axial, par lequel l'arbre principal 3 peut être couplé alternativement avec l'une roues dentées 7, 9, est disposé axialement entre les25 deux roues dentées 7, 9 équipées de crabots d'accouplement non représentés dans le détail ou similaires La roue dentée 9 est reliée avec une autre roue dentée de sortie 17 montée pivotante sur l'arbre principal 3, laquelle, d'une manière non représentée dans le détail, mène à l'arbre de sortie 19 de la boîte de vitesses Alors que, lors du couplage du pignon à crabots 15 avec la roue dentée 9, l'arbre principal 3 est directement couplé avec la roue dentée 17 et que l'arbre de renvoi 5 accompagne librement la rotation, lors du couplage du pignon à35 crabots 15 avec la roue dentée 7, la transmission du couple de rotation de l'arbre principal 3 à la roue dentée 17, par les roues dentées 7, 11, 13 et 9, s'opère en fonction du rapport de transmission de ce train d'engrenage Le mouvement de changement de vitesse du pignon à crabots 15 est commandé par une fourchette de5 changement de vitesse 21, qui est guidée sur une tige de commande des fourchettes 23 axialement parallèle à l'arbre principal 3, avec possibilité de déplacement par rapport à l'arbre principal 3 et ainsi par rapport au carter de boîte de vitesses 1 et qui, lors de son mouvement de10 déplacement, entraîne le pignon à crabots 15 La fourchette de changement de vitesse 21 est déplacée manuellement, d'une manière habituelle, par exemple par un levier de changement de vitesse 25 supporté sur le carter de la boîte de vitesses 1 On comprend que d'autres15 fourchettes de changement de vitesse, qui sont également mues au moyen du levier de vitesse 25, -maintenues sur des tiges de commandes des fourchettes sont également affectées à d'autres étages de vitesses Des couplages de synchronisation courants sont non représentés, mais20 existants, entre les pignons à crabots et les roues dentées à coupler avec les pignons à crabots, afin de pouvoir compenser les différences de vitesses de rotation des roues dentées avant l'engrènement des crabots Des boîtes de vitesses du type expliqué ci-avant sont connues25 et ne constituent pas l'objet de la présente invention. La présente invention s'appuie sur une boîte de vitesses, dont les tiges de commande des fourchettes 23 suivent le mouvement de changement de vitesse des diverses30 fourchettes de changement de vitesse 21 correspondantes. Les tiges de commande des fourchettes sont guidées dans le carter de boîte de vitesses-1, de manière à pouvoir être déplacées dans leur sens longitudinal, et leur position d'engrenage du moment représente la vitesse engagée de35 l'étage correspondant défini par la fourchette de changement de vitesse 21 Pour la détection de la position d'engrenage de chaque tige de commande des fourchettes 23 et ainsi de la vitesse engagée, chaque tige de commande des fourchettes 23 porte, dans le secteur de l'une de ses extrémités, un aimant permanent 27, auquel sont affectés5 deux capteurs de champs magnétiques de la forme de deux commutateurs de Hall 29, qui, lors de la déviation de la tige de commande des fourchettes 23 dans ses positions finales, dans lesquelles le pignon à crabots 15 est couplé avec l'une des deux roues dentées 7, 9, répondent au champ10 magnétique de l'aimant permanent 27 Dans la position neutre de la boîte de vitesses, dans laquelle le pignon à crabots 15 n'est couplé avec aucune des roues dentées 7, 9, les commutateurs de Hall ne répondent pas La combinaison des signaux, émis par les commutateurs de Hall 29, des diverses tiges de commande des fourchettes 23, fournit une information sur la vitesse du moment, engagée sur la boîte de vitesses. La figure 2 montre des détails d'un module détection de vitesse d'une conception particulièrement simple et pouvant également, le cas échéant, être monté sur des constructions d'engrenages déjà existantes Des tiges 31 portant des aimants, qui portent à leur extrémité chacune un aimant permanent 27 sont insérées dans les extrémités25 frontales des tiges de commande des fourchettes 23, situées l'une à côté de l'autre parallèlement dans le sens axial Les tiges 31 portant des aimants ressortent par des ouvertures 33, du carter de la boîte de vitesses 1 et pénètrent dans un boîtier formant module 35, qui couvre30 les ouvertures 33, de manière étanche, et est posé depuis l'extérieur, par exemple vissé sur le carter de boîte de vitesses 1 Le boîtier formant module 35 réunit l'ensemble des commutateurs de Hall 29 en une unité de construction. Le boîtier formant module 35 est judicieusement une pièce35 moulée sous pression. Une variante du mode de construction du module est dessinée en pointillés sur la figure 2, dans laquelle les tiges support 31 portent, au lieu des aimants 27, un organe de commutation 27 ', par exemple en forme de came ou5 similaire, qui actionne, dans les positions extrêmes des tiges de commande des fourchettes 23, des commutateurs mécaniques 29 ', qui sont prévus au lieu des commutateurs de Hall 29 dans le boîtier du module 35. On comprend, que la boîte de vitesses, le cas échéant, peut également être commandée à l'aide d'actionneurs de positionnement, qui peuvent être commandés aussi bien automatiquement que manuellement. REVENDICATIONS 1 Dispositif pour la détection de la vitesse engagée d'une boite de vitesses multi-étagée, à changement de vitesse manuel ou automatisé à l'aide d'actionneurs de5 positionnement, dont les étages ( 7-11) entourés par un carter de boîte de vitesses ( 1) commun peuvent être commandés par le déplacement d'organes de changement de vitesse ( 21), qui sont maintenus sur des tiges de commande des fourchettes ( 23), parallèles les unes par rapport aux10 autres, guidées de manière mobile dans leur sens longitudinal dans le carter de boîte de vitesses ( 1), suivant le mouvement de déplacement des organes de changement de vitesse ( 21) au moins sur des trajectoires partielles, caractérisé en ce qu'au moins quelques unes15 des tiges de commande des fourchettes ( 23) portent un aimant permanent ( 27) et en ce que des capteurs de champs magnétiques ( 29) affectés aux tiges de commande des fourchettes ( 23) sont montés sur le carter de boîte de vitesses ( 1), qui répondent dans des positions20 prédéterminées des tiges de commande ( 23) à leurs aimants permanents ( 27). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les aimants permanents ( 27) sont montés dans le secteur des extrémités des tiges de commande des fourchettes ( 23) et les capteurs de champs magnétiques ( 29) sont regroupés en une unité de construction, qui peut être fixée en tant qu'unité de construction sur le carter de boîte de vitesses ( 1). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tiges de commande des fourchettes ( 23) présentent des prolongements axiaux ( 31), qui ressortent par au moins une ouverture ( 33) du carter de boite de vitesses ( 1), qui35 portent des aimants permanents ( 27) et pénètrent dans le boîtier ( 35) de l'unité de construction, posé depuis l'extérieur sur le carter de boîte de vitesses ( 1) et couvrant l'ouverture ( 33). 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que deux capteurs de champs magnétiques ( 29) sont affectés à chaque tige de commande des fourchettes ( 23), parmi lesquels chacun détecte l'une des deux positions finales de la tige de commande des fourchettes ( 23), dans laquelle la tige de commande des10 fourchettes ( 23) peut être déviée à partir de la position neutre de la boîte de vitesses. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les capteurs de champs magnétiques ( 29) sont constitués sous forme de commutateurs de Hall ( 29). 6 Dispositif pour la détection de la vitesse engagée d'une boîte de vitesses multi-étagée, à changement de vitesse manuel, ou automatisé à l'aide d'actionneurs de positionnement, dont les étages ( 7-11) entourés par un carter de boîte de vitesses ( 1) commun peuvent être commandés par le déplacement d'organes de changement de vitesse ( 21), qui sont maintenus sur des tiges de commande25 des fourchettes ( 23) parallèles les unes par rapport aux autres, guidées de manière mobile dans leur sens longitudinal dans le carter de boîte de vitesses ( 1), suivant le mouvement de déplacement des organes de changement de vitesse ( 21) au moins sur des trajectoires30 partielles, caractérisé en ce que des éléments de commutation ( 29 ') sont regroupés, dans le secteur d'extrémités voisines des tiges de commande des fourchettes ( 23), en une unité de construction et sont montés en tant qu'unité de construction sur le carter de35 boîte de vitesses ( 1), qui dans des positions prédéterminées des tiges de commande des fourchettes ( 23) répondent à des organes de commande ( 27 ') des tiges de commande des fourchettes ( 23). 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les tiges de commande des fourchettes ( 23) présentent des prolongements axiaux ( 31), qui ressortent au moins par une ouverture ( 33) du carter de boîte de vitesses ( 1), qui portent des organes de commande ( 27 ') et pénètrent dans le bottier ( 35) de l'unité de construction posé depuis10 l'extérieur sur le carter de boîte de vitesses ( 1) et couvrant l'ouverture ( 33). 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que deux éléments de commutation ( 29 ') sont affectés à chaque tige de commande des fourchettes ( 23), parmi lesquels chacun détecte l'une des deux positions finales de la tige de commande des fourchettes ( 23), dans laquelle celle-ci peut être déviée à partir de la position neutre de la boîte de vitesses.