Brevet FR2731489A1 — publié le 19960913

La présente invention concerne une boîte de vitesses de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement une boîte de vitesses comportant un dispositif de détection qui produit un signal représentatif du rapport engagé destiné notamment à être exploité par un circuit de pilotage d'un mécanisme de commande automatique ou semiautomatique de l'embrayage du véhicule. Afin d'assurer de manière fiable une commande automatique de l'embrayage, il est nécessaire que son circuit de pilotage dispose d'une information fiable représentative du rapport qui est effectivement engagé dans la boîte de vitesses ainsi que des changements de rapport. A cet effet, il est apparu nécessaire de détecter le rapport engagé directement au niveau de la boîte de vitesses et non pas seulement au niveau du levier de changement de vitesses sur lequel agit le conducteur. Le document WO-A-91/11638 décrit et représente une boîte de vitesses du type mentionné précédemment dans lequel le dispositif de détection comporte au moins un capteur et un organe formant cible qui coopère avec ce capteur, l'un de ces deux composants étant monté mobile par rapport à l'autre selon une première direction de sélection et selon une deuxième direction perpendiculaire d'engagement pour occuper l'une quelconque parmi plusieurs positions relatives prédéterminées dont chacune correspond à l'engagement d'un des rapports de la boîte de vitesses. Dans la conception proposée dans ce document, le capteur est un palpeur coulissant porté par un élément du carter de la boîte de vitesses et il coopère avec un élément comportant un profil de came qui est lié en déplacement, en translation et en rotation, avec l'arbre de sélection de la boîte de vitesses. En fonction des déplacements relatifs de l'élément comportant le profil de came par rapport au palpeur monté coulissant, ce dernier occupe différentes positions dans chacune desquelles le capteur délivre un signal représentatif du rapport engagé ou un signal qui, après analyse par le circuit de pilotage de l'embrayage, permet de déduire le rapport effectivement engagé. Cette conception n'est toutefois pas suffisamment fiable. En effet, il est possible que des saletés viennent s'interposer entre le palpeur et le profil de came. De plus, la précision de la lecture de la position par le capteur est également influencée par les variations de température et les phénomènes de dilatation qui en découlent. La conception proposée dans ce document nécessite également un positionnement mécanique très précis de l'élément comportant le profil de came sur l'arbre de sélection ainsi qu'une grande fiabilité de la fixation de cet élément sur l'arbre. Enfin, la détection du rapport engagé peut également être perturbée par les vibrations auxquelles sont soumis les différents composants du dispositif de détection. La présente invention a pour but de proposer une nouvelle conception du dispositif de détection qui permet de remédier aux inconvénients qui viennent d'être mentionnés. Dans ce but, l'invention propose une boîte de vitesses du type mentionné précédemment, caractérisée en ce que le dispositif de détection comporte au moins un capteur sans contact mécanique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le dispositif de détection comporte au moins un capteur à effet HALL qui coopère ou non avec une partie métallique de la cible en fonction de la position qu'il occupe par rapport à cette dernière ; - le dispositif de détection comporte deux capteurs associés et décalés l'un par rapport à l'autre selon deux directions perpendiculaires de déplacement relatif des capteurs par rapport à la cible - dans chacune des positions de sélection selon la première direction, chacun des deux capteurs s'étend en regard d'une partie métallique de la cible, et pour chacune des positions d'engagement d'un rapport, l'un des capteurs s'étend en regard d'une partie métallique de la cible et l'autre capteur s'étend en regard d'une partie non métallique de la cible - la cible est montée mobile par rapport à un élément fixe du carter de la boîte de vitesses - la cible est portée par une extrémité du levier de commande de la boîte de vitesses qui est montée mobile en coulissement par rapport au carter selon la direction de sélection et mobile en rotation dans un plan parallèle à la direction de passage - la cible est réalisée en une seule pièce avec le levier de commande - les capteurs sont portés par une platine rapportée sur un élément du carter de la boîte de vitesses ; - la cible comporte des zones de transition d'épaisseurs décroissantes entre ses parties métalliques et ses parties non métalliques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue schématique en élévation d'une partie d'extrémité - du carter de la boîte de vitesses d'un véhicule automobile équipée d'un dispositif de détection conforme aux enseignements de l'invention; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle et en section partielle selon la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue en section partielle selon la ligne 3-3 de la figure 2 ; et - les figures 4A à 4F sont des schémas illustrant les positions relatives de la cible par rapport au capteurs en fonction des différents rapports engagés. On a représenté sur la figure 1 une boîte de vitesses 10 dont le carter 12 porte sur sa face latérale 14 un dispositif de détection 16 réalisé conformément aux enseignements de l'invention. Le dispositif 16 sera décrit plus en détail en se référant aux figures 2 et 3. On reconnaît sur ces figures l'arbre 18 de sélection et d'engagement des différents rapports de la boîte de vitesses, qui est ici une boîte de vitesses à cinq rapports de marche avant et à un rapport de marche arrière et à grille de sélection en "H". L'arbre 18 est monté coulissant dans le carter 12 selon une direction de sélection D1 et il est monté pivotant autour d'un axe X-X parallèle à la direction D1. L'extrémité inférieure 20 de l'arbre de sélection 18 est fixée, par soudage, sur un levier de commande 22 du changement des rapports de la boîte de vitesses qui est ainsi lui-même monté coulissant selon la direction D1 et en rotation autour de l'axe X-X. Le levier 22 s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X et il comporte une première extrémité 24 rabattue à 90 qui délimite un logement 26 pour le montage à rotation d'une articulation à rotule 28 appartenant au tronçon central du corps en forme de tige 30 du sélecteur 32 de la boîte de vitesses. Une première extrémité 34 du sélecteur 32 est prévue pour être reliée à la tringlerie (non représentée) de changement de vitesse qui est elle-même reliée au levier de changement de vitesse sur lequel agit le conducteur. L'extrémité opposée 36 du sélecteur 32 est une rotule qui est reçue dans un palier complémentaire 38 agencé dans une partie fixe 40 liée au carter 12 de la boîte de vitesses pour définir un centre "C" d'articulation du sélecteur 32. L'autre extrémité 42 du levier de commande 22 est également rabattue à 90 et constitue ainsi une plaque en forme de cible au sens de l'invention qui est susceptible de coopérer avec une paire de capteurs à effet HALL CA et CB qui sont portés par une platine en tôle 44 qui est fixée au carter 12 de la boîte de vitesses par l'intermédiaire du corps fileté 46 de montage du contacteur 48 pour la commande des feux de recul du véhicule qui est susceptible de coopérer avec un ergot 50 lié en translation et en rotation à l'arbre de sélection 18, lorsque la marche arrière est engagée. Comme on peut le voir aux figures 2 et 3, les deux capteurs à effet HALL sont décalés l'un par rapport à l'autre verticalement selon la direction de sélection D1 et horizontalement selon la direction d'engagement de passage D2 qui est perpendiculaire à la direction D1 et tangente au cercle selon lequel se déplace la cible 42 autour de l'axe X-X. Chaque capteur CA, CB est un capteur proportionnel à effet HALL qui est relié par un fil 52A, 52B par exemple à un circuit (non représenté) de pilotage d'un embrayage à commande automatique ou semi-automatique qui doit disposer d'une information fiable relative au rapport engagé. On a représenté en trait mixte sur la figure 2 les différentes positions angulaires de sélection que le sélecteur 30 est susceptible d'occuper et, sur la figure 3, les différentes positions d'engagement ou de passage des différents rapports que le sélecteur 30 est susceptible d'occuper. Le sélecteur 30 est illustré aux figures 2 et 3 dans sa position de point mort PM. Comme on peut le voir sur la figure 4A, la cible 42 se présente sous la forme d'une plaque métallique en regard de laquelle s'étendent les capteurs à effet HALL CA et CB. Dans la position de point mort illustrée sur la figure 4A, chacun des capteurs s'étend en regard du corps métallique de la cible 42. On peut prévoir que la transition entre une partie métallique de la cible 42 et une portion adjacente correspondant à un vide ne s'effectue pas selon un décrochement brusque mais, dans les deux sens selon l'une et/ou l'autre direction correspondante, par des portions en pente qui permettent d'obtenir une lecture proportionnelle par chaque capteur du changement de position et d'état du dispositif de détection 16. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse lorsque l'on effectue l'initialisation du circuit de pilotage par apprentissage des différents rapports réellement engagés dans la boîte de vitesses montée dans le véhicule. Un exemple de réalisation de la cible 42 est illustré plus en détail aux figures 4A à 4F. Comme on peut le voir sur la figure 4A, sur laquelle les traces des axes des capteurs CA et CB sont désignés par les croix A et B, la plaque 42 constituant la cible comporte un trou 54 qui au point mort, est situé sensiblement à la même altitude que le capteur CA et est situé sensiblement à mi-longueur, selon la direction D1, entre les axes A et B des capteurs CA et CB. La différence d'altitude selon la direction D2 entre les capteurs CA et CB et les distances entre ces capteurs le trou 54 et le bord supérieur 58, sont telles que lorsque le sélecteur se déplace de la ligne 3-4 vers la ligne 1-2, le capteur CB soit à l'altitude du trou 54 et que lorsque le sélecteur se déplace de la ligne 3-4 vers la ligne 5, le capteur CB soit au-dessus du bord supérieur 56. Pour la position angulaire d'engagement des rapports 1-3-5, le capteur CB est situé verticalement au droit du trou 54 tandis que pour la position opposée d'engagement 2-4, c'est le capteur CA qui est situé verticalement au droit du trou 54. On a représenté aux figures 4A à 4F les positions correspondant successivement au point mort à l'engagement des cinq rapports de marche avant. On a attribué arbitrairement la valeur 1 à chaque capteur lorsqu'il est en regard d'une partie métallique de la cible 42 et la valeur 0 lorsqu'il est en regard d'une partie non métallique, ctest-à-dire, dans l'exemple représenté, en regard du vide. On comprend aisément, que chaque changement de rapport se traduit par un passage dans lequel les deux capteurs ont la valeur 1. On constate également que deux positions d'engagement d'une même ligne correspondent à deux couples différents de valeurs différentes pour les capteurs A et B. Ainsi, le circuit électronique de pilotage de l'embrayage est capable de suivre régulièrement les changements de rapport souhaités par le conducteur en détectant à chaque fois le changement de rapport et en identifiant le nouveau rapport engagé du fait des changements successifs d'état pour les deux capteurs. Afin de distinguer les couples de valeurs identiques associés aux deux capteurs et correspondant aux rapports 1 et 4, et aux rapports 2 et 5, le circuit d'analyse et de traitement des signaux pour le pilotage de l'embrayage peut prendre en compte un signal complémentaire représentatif du déplacement imposé au levier, c'est-à-dire selon que le levier est tiré ou poussé par le conducteur. REVENDICATIONS 1. Boîte de vitesses (10) de véhicule automobile comportant un dispositif de détection (16) qui produit un signal représentatif de rapport engagé, destiné notamment à être exploité par un circuit de pilotage d'un mécanisme de commande de l'embrayage du véhicule, le dispositif (16) comportant au moins un capteur et un organe formant cible qui coopère avec ce capteur, l'un de ces deux composants étant monté mobile par rapport à l'autre, selon une première direction (D1) de sélection et selon une deuxième direction perpendiculaire (D2) d'engagement, pour occuper l'une quelconque parmi plusieurs positions relatives prédéterminées dont chacune correspond à l'engagement de l'un des rapports de la boîte de vitesses (10), caractérisée en ce que le dispositif de détection (16) comporte au moins un capteur (CA, CB) sans contact mécanique. 2. Boîte de vitesses selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de détection comporte au moins un capteur à effet HALL (CA, CB) qui coopère ou non avec une partie métallique de la cible (42) en fonction de la position qu'il occupe par rapport à cette dernière. 3. Boîte de vitesses selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de détection (16) comporte deux capteurs (CA, CB) associés et décalés l'un par rapport à l'autre selon deux directions perpendiculaires (D1, D2) de déplacement relatif des capteurs (CA, CB) par rapport à la cible (42). 4. Boîte de vitesses selon la revendication 3, caractérisée en ce que, dans chacune des positions de sélection selon la première direction (D1), chacun des deux capteurs (CA, CB) s'étend en regard d'une partie métallique de la cible (42), et en ce que pour chacune des positions d'engagement d'un rapport, l'un des capteurs s'étend en regard d'une partie métallique de la cible (42) et l'autre capteur s'étend en regard d'une partie non métallique de la cible. 5. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cible (42) est montée mobile par rapport à un élément fixe (44) du carter (12) de la boîte de vitesses (10). 6. Boîte de vitesses selon la revendication 5, caractérisée en ce que la cible (42) est portée par une extrémité du levier (22) de commande de la boîte de vitesses qui est montée mobile en coulissement par rapport au carter (12) selon la direction (D1) de sélection et mobile en rotation dans un plan parallèle à la direction (D2) de passage. 7. Boîte de vitesses selon la revendication 6, caractérisée en ce que la cible (42) est réalisée en une seule pièce avec le levier de commande (22). 8. Boîte de vitesses selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 prises en combinaison avec l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les capteurs (CA, CB) sont portés par une platine (44) rapportée sur un élément du carter de la boîte de vitesses. 9. Boîte de vitesses selon la revendication 2, caractérisée en ce que la cible (42) comporte des zones de transition d'épaisseurs décroissantes entre ses parties métalliques et ses parties non métalliques.