Brevet FR2704922A1 — publié le 19941110

L'invention se rapporte à un dispositif destiné à détecter la position du rapport enclenché d'une boite de vitesses dont le changement des rapports de boite s'effectue au moyen d'un arbre de commande de changement de vitesses monté dans un carter de boite de vitesses, aussi bien de manière à pouvoir tourner autour de son axe, qu'à pouvoir coulisser dans la direction de son axe, le dispositif mettant également en oeuvre des éléments de circuit du type digital. Un tel dispositif est par exemple divulgué par le document de modèle d'utilité allemand G 91 09 855.6. Le dispositif décrit dans ce document et réalisant la détection de la position du rapport enclenché, sans contact, à l'aide de champs magnétiques, comprend un doigt qui est relié de manière rigide à un arbre de commande de changement de vitesses de la boite de vitesses, et à l'extrémité duquel est fixé un aimant permanent, agissant sur un détecteur. Le détecteur s'étendant de l'extérieur, dans la boîte de vitesses, à proximité immédiate de l'aimant permanent, comporte des commutateurs à contacts scellés sensibles au champ magnétique et associés aux positions d'enclenchement de l'arbre de commande de changement de vitesses. En raison de l'allure de réponse imprécise des commutateurs à contacts scellés, le détecteur nécessite pour être réglé, une opération de réglage coûteuse en temps, par déplacement individuel des tôles d'écran magnétique associées aux commutateurs à contacts scellés, individuels. Le document DE-A-38 36 145 divulgue par ailleurs, un dispositif de détection du rapport enclenché, qui détecte en continu la position de l'arbre de commande de changement de vitesses central, au moyen d'un potentiomètre de surface. Sur la figure 3 de ce document, est montré un doigt relié de manière fixe à l'arbre de commande de changement de vitesses et faisant saillie de celui-ci dans la direction radiale, la pointe de ce doigt formant le frotteur d'une piste de résistance. Le but de la présente invention consiste à fournir un dispositif destiné à détecter la position du rapport enclenché d'une boite de vitesses, dans lequel, en tenant compte des tolérances nécessaires dans les différentes positions individuelles d'enclenchement, on utilise des éléments de circuit adaptés en conséquence. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à la solution suivante, caractérisée par la combinaison d'éléments de circuit du type digital et du type analogique, cette combinaison étant telle, que pour la détection des voies d'indexage sont prévus des éléments de circuit du type digital, et pour la détection des rapports proprement dits, des éléments de circuit du type analogique. Grâce à la combinaison visée d'éléments de circuit du type digital et du type analogique, cette combinaison étant telle, que pour la détection des voies d'indexage sont prévus des éléments de circuit du type digital, et pour la détection des rapports proprement dits, des éléments de circuit du type analogique, il est possible d'utiliser pour la détection des voies d'indexage, des éléments de circuit du type digital, qui satisfont aux exigences souhaitées, même dans le cas de tolérances très larges. D'autre part, on utilisera avantageusement, pour la détection des rapports proprement dits, des éléments de circuit du type analogique, qui par exemple ne détectent pas seulement un état d'enclenchement ayant été atteint, mais sont au contraire, également en mesure de déceler une intention d'enclenchement, et qui peuvent être réglés de manière simple et précise, par exemple en combinaison avec des circuits de traitement du genre à possibilité d'apprentissage. Une telle combinaison d'éléments de circuit, est particulièrement avantageuse, notamment dans l'optique de l'utilisation d'un actionnement automatique de l'embrayage, parce que dans ce cas, la reconnaissance de la voie d'indexage n'a pas encore d'effets directs sur l'actionnement de l'embrayage. La reconnaissance d'un rapport enclenché signifie toutefois le déclenchement d'une phase d'enclenchement de l'embrayage, de sorte que dans ce cas, le traitement des données des éléments de circuit doit être effectué de manière considérablement plus précise. Les éléments de circuit du type digital peuvent être des composants relativement bon marché, et leur réglage peut déjà être effectué dans un état de pré- montage. Des éléments de circuit du type analogique, qui sont chers, ne sont alors utilisés que pour le traitement des données concernant la position du rapport enclenché; dans ce cas, et plus particulièrement en combinaison avec un actionnement d'embrayage automatisé, il est possible d'effectuer un premier réglage, et éventuellement également des réglages ultérieurs, en liaison avec des circuits de traitement, selon un mode opératoire du type par apprentissage. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'arbre de commande de changement de vitesses, avec l'une de ses extrémités, traverse une paroi du carter de boite de vitesses, vers l'extérieur, et s'engage dans un module de détection dans lequel sont disposés les éléments de circuit de type digital et analogique. Il résulte de l'utilisation d'un module de détection, qui peut être monté de l'extérieur sur le carter de boite de vitesses, aussi bien un montage simple, qu'une meilleure accessibilité pour un éventuel entretien, ainsi que de meilleures conditions d'environnement pour les éléments de circuit. Par ailleurs, dans le module de détection est disposé un élément de circuit du type analogique. L'utilisation d'un seul élément de circuit du type analogique permet de maintenir à un niveau faible les coûts de réalisation. Selon une caractéristique de construction avantageuse, l'élément d'actionnement de l'élément de circuit du type analogique est disposé sensiblement dans l'axe de l'arbre de commande de changement de vitesses, et est en liaison fonctionnelle avec l'extrémité de l'arbre de commande de changement de vitesses. Il est ainsi possible de détecter à l'aide de l'élément de circuit analogique, aussi bien les mouvements alternatifs de l'arbre de commande de changement de vitesses, que, dans une autre exécution, le mouvement de rotation de l'arbre de commande de changement de vitesses. Pour la détection du mouvement de rotation de l'arbre de commande de changement de vitesses, l'élément de circuit du type analogique est de préférence réalisé sous la forme d'un capteur d'angle de rotation, et les éléments de circuit du type digital sont disposés dans le module de détection les uns à la suite des autres dans la direction de l'axe de l'arbre de commande de changement de vitesses et à la même distance radiale de cet axe, et peuvent être actionnés par un élément déclencheur, par exemple une came annulaire, sur l'arbre de commande de changement de vitesses. Une telle disposition est avantageuse pour une boite de vitesses dans laquelle la sélection de la voie d'indexage s'effectue par translation de l'arbre de commande de changement de vitesses le long de l'axe de cet arbre de commande, la sélection des rapports proprement dits se faisant par rotation de l'arbre de commande de changement de vitesses. Dans ce cas, le capteur d'angle de rotation peut être actionné par l'extrémité de l'arbre de commande de changement de vitesses, par l'intermédiaire d'une liaison rigide de rotation, mais axialement coulissante, telle que par exemple une liaison à cannelures. Pour un autre modèle de boite de vitesses, l'élément de circuit du type analogique est avantageusement réalisé sous la forme d'un capteur de course de déplacement, et les éléments de circuit du type digital sont disposés dans le module de détection, sur un arc de cercle, les uns à la suite des autres autour de l'axe de l'arbre de commande de changement de vitesses, et peuvent être actionnés par un élément déclencheur, tel que par exemple une came, disposé sur l'arbre de commande de changement de vitesses. Dans le cas de cette configuration, la sélection de voie d'indexage s'effectue par rotation de l'arbre de commande de changement de vitesses, la sélection des rapports proprement dits s'effectuant par translation de l'arbre de commande de changement de vitesses le long de l'axe de cet arbre de commande. Dans ce cas, l'arbre de commande de changement de vitesses, par son extrémité dirigée vers le module de détection, agit directement sur l'élément d'actionnement du capteur de course de déplacement, cet élément d'actionnement étant mobile dans la direction de l'axe de l'arbre de commande de changement de vitesses. L'invention va être explicitée plus en détail dans la suite, au regard de deux exemples de réalisation représentés sur les dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une coupe partielle d'un carter de boite de vitesses, sur lequel est rapporté le module de détection, et comportant l'extrémité de l'arbre de commande de changement de vitesses; Fig. 2 la même vue d'un mode de construction différent; Fig. 3 une représentation de principe d'une grille de commande en "H". La figure 1 montre un mode de réalisation en guise d'exemple. L'arbre de commande de changement de vitesses 1 traverse le carter de boite de vitesses 2, et est entouré, sur le côté extérieur de la boite, par un module de détection 4. L'arbre de commande de changement de vitesses 1, lors des mouvements de changement de vitesses, est aussi bien tourné autour de l'axe 3 de l'arbre de commande de changement de vitesses, conformément à la flèche A, que déplacé en translation dans la direction longitudinale de l'axe 3 de l'arbre de commande de changement de vitesses, conformément à la flèche B. Dans la zone de l'extrémité 19 de l'arbre de commande de changement de vitesses 1, est fixée une came annulaire 6, qui coopère avec différents éléments de circuit du type digital 7 à 9. En outre, à l'extrémité 19 de l'arbre de commande de changement de vitesses 1, est réalisé un arbre cannelé 15, qui traverse un élément du type analogique 13 monté sur le module de détection 4 et se présentant sous la forme d'un capteur d'angle de rotation, l'arbre cannelé 15 étant lié en rotation au capteur d'angle de rotation, mais restant axialement mobile par rapport à ce capteur. Les éléments de circuit du type digital 7 à 9 peuvent être réalisés, aussi bien sous forme de micro-interrupteurs, que sous la forme de commutateurs à contacts scellés ou de commutateurs à effet Hall. Ils servent dans le cas présent, à la détection des voies d'indexage individuelles de la boite de vitesses, conformément à la position de l'arbre de commande de changement de vitesses 1 sur l'axe 3 de cet arbre. L'élément du type analogique 13, sous la forme d'un capteur d'angle de rotation, détecte la position angulaire de l'arbre de commande de changement de vitesses 1, qui est réalisée lors de l'enclenchement des rapports individuels, conformément à la flèche A. On se référera ici à la figure 3, qui montre le principe d'une grille de commande en "H". Dans une grille de commande en "H" selon la figure 3, sont réalisés trois rapports de marche avant et un rapport de marche arrière, ce qui nécessite deux voies d'indexage 17 et 18. Ces voies d'indexage sont détectées par les éléments de circuit du type digital 7 - 9; dans le cas o l'on dispose de trois éléments de circuit du type digital, c'est que sont prévues trois voies d'indexage (par exemple pour une boite à cinq rapports). La détection des voies d'indexage individuelles 17 et 18 est relativement non critique; c'est pour cette raison qu'il suffit à cet effet, d'actionner, par une came annulaire 6 de l'arbre de commande de changement de vitesses 1, les éléments de circuit du type digital 7 - 9. Pour le contrôle de l'état d'enclenchement, c'est à dire la détection du rapport proprement dit effectivement enclenché, c'est le capteur d'angle de rotation 13 qui rentre fonction et qui, par l'intermédiaire de l'arbre cannelé 15, lors de la rotation de l'arbre de commande de changement de vitesses 1 selon la flèche A, délivre un signal correspondant. Les signaux, aussi bien des éléments de circuit du type digital que des éléments de circuit du type analogique, sont rassemblés et exploités en conséquence, dans un dispositif de traitement électronique. Grâce au module de détection 4 rapporté sur le carter de boite de vitesses 2, il est certes possible de régler au préalable des éléments de circuit, mais il est particulièrement avantageux de prévoir dans l'électronique de traitement, un dispositif de programmation à mémoire, qui prend en compte la situation de montage réelle, par un mode de fonctionnement du type à apprentissage. La figure 2 montre une autre variante, selon laquelle l'arbre de commande de changement de vitesses 1, pour la sélection de la voie d'indexage, est tourné autour de son axe 3, conformément à la flèche C, tandis que les rapports individuels sont enclenchés par translation de l'arbre de commande de changement de vitesses 1, le long de son axe 3, conformément à la flèche D. Le module de détection 4 monté sur le carter de boite de vitesses 2, comporte, à l'inverse du mode de réalisation selon la figure 1, pour lequel les éléments de circuit du type digital 7 - 9 étaient disposés les uns à la suite des autres dans la direction de l'axe 3 de l'arbre de commande de changement de vitesses, des éléments de circuit du type digital 10 - 12, qui sont disposés de manière périphérique dans le carter du module de détection 4, tous à la même distance radiale de l'axe 3 de l'arbre de commande de changement de vitesses. Pour l'actionnement des éléments de circuit 10 - 12, l'arbre de commande de changement de vitesses 1 comporte une came 5, qui, lors de la rotation de l'arbre de commande de changement de vitesses 1 selon la flèche C, actionne les éléments de circuit 10 - 12 individuels. Ce mouvement de rotation et ces éléments de circuit du type digital 10 12 permettent de détecter les voies d'indexage individuelles d'une boite de vitesses. Pour la détection des rapports individuels proprement dits, l'extrémité 19 de l'arbre de commande de changement de vitesses 1, coopère avec une broche coulissante 16 d'un élément de circuit de type analogique 14 se présentant sous la forme d'un capteur de course de déplacement. Le capteur de course de déplacement 14 est monté sur le module de détection 4, de manière telle, que sa broche coulissante 16 soit alignée sur l'axe 3 de l'arbre de commande de changement de vitesses, de sorte que la position de l'arbre de commande de changement de vitesses 1 le long de son axe 3, peut être relevée par la broche coulissante 16, et que le capteur de course de déplacement 14 est susceptible de déterminer avec précision, si un rapport est enclenché ou non, après un réglage approprié par un procédé d'apprentissage de l'électronique de traitement. REVENDICATIONS. 1. Dispositif destiné à détecter la position du rapport enclenché d'une boite de vitesses dont le changement des rapports de boite s'effectue au moyen d'un arbre de commande de changement de vitesses monté dans un carter de boîte de vitesses, aussi bien de manière à pouvoir tourner autour de son axe, qu'à pouvoir coulisser dans la direction de son axe, le dispositif mettant également en oeuvre des éléments de circuit du type digital, caractérisé par la combinaison d'éléments de circuit du type digital et du type analogique, cette combinaison étant telle, que pour la détection des voies d'indexage (17, 18) sont prévus des éléments de circuit du type digital (7 - 9), et pour la détection des rapports proprement dits, des éléments de circuit du type analogique (13, 14). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre de commande de changement de vitesses (1), avec l'une de ses extrémités, traverse une paroi du carter de boite de vitesses (2), vers l'extérieur, et s'engage dans un module de détection (4) dans lequel sont disposés les éléments de circuit de type digital et analogique (7 - 14). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans le module de détection (4) est disposé un élément de circuit du type analogique (13, 14). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément d'actionnement (15, 16) de l'élément de circuit du type analogique (13, 14) est disposé sensiblement dans l'axe (3) de l'arbre de commande de changement de vitesses, et est en liaison fonctionnelle avec l'extrémité (19) de l'arbre de commande de changement de vitesses (1). 5. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de circuit du type analogique est réalisé sous la forme d'un capteur d'angle de rotation (13), et en ce que les éléments de circuit du type digital (7, 8, 9) sont disposés dans le module de détection (4), les uns à la suite des autres dans la direction de l'axe (3) de l'arbre de commande de changement de vitesses et à la même distance radiale de cet axe, et peuvent être actionnés par un élément déclencheur (came annulaire 6) sur l'arbre de commande de changement de vitesses (1). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le capteur d'angle de rotation (13) peut être actionné par l'extrémité (19) de l'arbre de commande de changement de vitesses (1), par l'intermédiaire d'une liaison rigide de rotation, mais axialement coulissante, telle que par exemple une liaison à cannelures (arbre cannelé 15). 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de circuit du type analogique est réalisé sous la forme d'un capteur de course de déplacement (14), et en ce que les éléments de circuit du type digital (10 - 12) sont disposés dans le module de détection (4), sur un arc de cercle, les uns à la suite des autres autour de l'axe (3) de l'arbre de commande de changement de vitesses, et peuvent être actionnés par un élément déclencheur (came 5) disposé sur l'arbre de commande de changement de vitesses (1). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'arbre de commande de changement de vitesses (1), par son extrémité (19) dirigée vers le module de détection (4), agit directement sur l'élément d'actionnement (16) du capteur de course de déplacement (14), cet élément d'actionnement (16) étant mobile dans la direction de l'axe (3) de l'arbre de commande de changement de vitesses.