Brevet FR2742223A1 — publié le 19970613

La présente invention concerne un dispositif en vue de la détection de la position d'une pièce de machine déplaçable dans au moins une direction de coordonnées, qui est réglable sélectivement sur plusieurs positions dans au moins une direction de coordonnées, en particulier en vue de la détection de la position d'un levier de changement de vitesse d'une boite de vitesse de camion en vue de la détermination de la vitesse engagée. On connaît déjà un dispositif de détection de la position d'une pièce de machine déplaçable dans deux directions de coordonnées (par exemple DE 3.836.145). La position de la pièce de machine est détectée au moyen d'un potentiomètre plan. Dans chaque direction de coordonnées, des valeurs de potentiel sont détectées au moyen d'un curseur déplaçable sur la surface de potentiel, en liaison avec celle-ci, qui est solidaire de la pièce de machine. A chaque paire de valeurs de potentiel, est associée de façon précise une position de la pièce de machine, de manière à déterminer avec précision la position de la pièce de machine. Le problème existe cependant que des vibrations de la pièce de machine sont transmises au curseur, si bien que celui-ci frotte en permanence sur la surface de potentiel. La surface de potentiel est endommagée par cette contrainte permanente. Les valeurs de potentiel détectées à l'aide du curseur s'écartent aux endroits endommagés de leurs valeurs de consigne, si bien que la position de la pièce de machine est détectée de façon erronée. De plus, à une modification des valeurs de potentiel détectées par le curseur, s'ajoute un accroissement de la résistance de contact, par exemple par suite de la poussière sur la surface de potentiel. En raison de la loi d'ohm, l'écart des valeurs de mesure de consigne du potentiel s'élève à des valeurs de consigne à détecter accrues. Fréquemment, de tels dispositifs sont utilisés en vue de la détermination de la position d'une pièce de machine mobile, afin de déterminer la position d'un levier de changement de vitesse d'une boite de transmission. Dans ce cas, par exemple, les première, troisième et cinquième vitesses sont déterminées par une valeur de potentiel élevée (basse) par rapport à ces coordonnées et la seconde, quatrième vitesses ainsi que la marche arrière sont détermin6es par une valeur de potentiel basse (élevée) et le point mort (position médiane) est intermédiaire. Si la surface de potentiel présente des défauts de potentiels à détecter élevés, la valeur de potentiel détectée s'écarte dans la direction de valeurs plus faibles. Si à présent, la valeur de consigne du point mort est atteinte en raison d'un défaut, alors l'embrayage est au moins temporairement ouvert malgré une vitesse enclenchée correcte. Par suite de l'ouverture de l'embrayage, le transfert de force est interrompu, des situations de conduite dangereuses pouvant en résulter. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de détection de la position d'une pièce de machine déplaçable dans au moins une direction de coordonnées, de sorte que la position moyenne n'est détectée que dans la position moyenne effectivement prise et un écart provoqué par usure des valeurs de mesure de leurs valeurs de consigne conduit à une déviation mesurée accrue par rapport à la position médiane. Ce problème est, selon l'invention, résolu par le fait qu'une détection de la position par rapport à au moins une coordonnée peut être détectée au moyen d'un élément de potentiomètre, qui comprend une source de tension avec au moins deux pistes résistantes et un curseur délivrant des informations de potentiel, déplaçable au-dessus de ces pistes résistantes, un potentiel maximal 6tant appliqu6 à celui-ci au moins dans la position m6diane et au moyen de ces informations de potentiel appliquées par le curseur à un circuit d'évaluation, une déviation par rapport à la position médiane peut être détectée en référence à cette coordonnée. Grâce à la mesure selon laquelle, dans la position presque médiane, un potentiel maximal est appliqué au curseur, cette position médiane ne peut être détectée que lorsque la pièce de machine se trouve également dans cette position. Si, pour des raisons de fonctionnement, principalement quelques positions peu nombreuses sont réglées fréquemment hors de la position médiane, alors l'usure provoquée par l'utilisation est alors très importante. Aux endroits endommagés des pistes résistantes, leur résistance décroît et ainsi le potentiel détecté par le curseur. Dans le cas d'un trou de la piste conductrice, le potentiel pouvant être détecté tombe même à zéro. Ainsi, en ces endroits, les valeurs de potentiel détectées par le curseur s'écartent des valeurs de consigne selon des valeurs plus faibles. Le circuit d'évaluation détecte ainsi une plus grande déviation de la pièce de machine de la position médiane que celle effectivement prise. Ces écarts conditionnés par l'usure n'ont cependant aucune influence sur la détection de la position médiane. Il est avantageux de prévoir un commutateur, grâce auquel la circulation de courant à travers une piste résistante peut être interrompue. Si la valeur de potentiel détectée par le curseur se modifie lors de l'actionnement du commutateur, le curseur se trouve sur la piste résistante munie du commutateur. Le sens de la déviation est ainsi détecté. Il s'est avéré également avantageux d'ouvrir le commutateur en vue de la détermination du sens. La direction est ainsi uniquement déterminée, lorsque la valeur de la déviation est déjà détectée. En tant que géométrie avantageuse, s'est avérée une disposition bilatérale des pistes résistantes par rapport à la piste de tension. Grâce à une forme de réalisation particulière des pistes résistantes, l'élément de potentiomètre peut être adapté à l'endroit de la mise en oeuvre. Une forme de réalisation particulièrement simple est des pistes résistantes s'éloignant linéairement de la source de tension. Dans le cas de cette disposition particulièrement simple, le degré de la déviation de la pièce de machine par rapport à cette coordonnée peut être détecté à l'aide d'un circuit d'évaluation particulièrement simple. Il est avantageux que les valeurs de potentiel détectées par le curseur diminuent lors d'une déviation croissante par rapport à la position médiane, car les écarts absolus des valeurs de mesure par rapport aux valeurs de mesure de consigne croissent dans le cas d'une résistance de contact accrue avec des valeurs de mesure de consigne croissantes. Ainsi, cette influence perturbatrice a un faible effet. A cela s'ajoute que l'écart des valeurs de potentiel par rapport aux valeurs de consigne apparaît symétriquement dans les deux sens de déviation. Il s'est avéré également avantageux d'utiliser ce dispositif en vue de la détection de la position d'une pièce de machine pour la détection de la position d'un levier de changement de vitesse d'un camion. Dans ce cas, il est particulièrement favorable de surveiller la position de vitesse du levier de changement de vitesse à l'aide du dispositif selon l'invention. Le levier de changement de vitesse se trouve, lors de la conduite, dans la position associée à la vitesse enclenchée. Ce n'est que lors d'un changement de vitesse que le point mort est franchi. Ainsi, les positions associées aux différentes vitesses sont sollicitées au maximum. Par exemple, les vibrations sont transmises depuis le levier de changement de vitesse au curseur. Celui-ci frotte sur les pistes résistantes, si bien que celles-ci sont endommagées. Dans le cas le plus mauvais, les pistes résistantes présentent des trous en ces positions. Par suite de ceux-ci, les valeurs de potentiel détectées par le curseur tombent à des valeurs plus faibles. Une déviation accrue du levier de changement de vitesse est ainsi détectée. Dans le cas d'une mise en oeuvre de cet élément de potentiel, o il suffit de détecter si une déviation minimale est atteinte ou dépassée, il est avantageux de lire une valeur-limite dans le circuit d'évaluation. Lors du passage au-dessous, la déviation minimale est détectée. Lors de la mise en oeuvre de cet élément de potentiel en vue de la reconnaissance d'une vitesse enclenchée, il suffit de détecter si une vitesse est enclenchée. Ainsi, une résistance de contact accrue en une position prise dans le cas d'une vitesse déterminée, n'a plus aucune influence sur la reconnaissance d'une vitesse enclenchée. Le passage au-dessous de la valeur-limite est seulement nécessaire en vue de la reconnaissance d'une vitesse engagée. Ainsi, des endroits endommagés sur les pistes résistantes aux positions de vitesse ne se répercutent plus de façon gênante sur la reconnaissance de la vitesse. Dans des cas d'application prédéterminés, il est avantageux de lire plusieurs valeurs-limites, qui peuvent également encore varier en fonction de la position par rapport à une autre coordonnée. Grâce à l'actionnement du commutateur, on détecte si par exemple, la première, la troisième ou la cinquième vitesse ou si la deuxième, quatrième vitesse ou la marche arrière est engagée. La position des gaz peut être détectée au moyen d'un détecteur analogique ou numérique. Grâce à cette autre information, la vitesse enclenchée est reconnue avec pr6cision. Ce deuxième détecteur en vue de la d6tection de la pièce de machine par rapport à la deuxième coordonnée peut être intégré dans l'élément de potentiel selon l'invention. On peut également encore imaginer la disposition d'autres détecteurs en vue de la détection de la déviation ou du déplacement par rapport à un autre degré de liberté de la pièce de machine. Selon une autre caractéristique du dispositif, la circulation du courant à travers au moins une des pistes résistantes peut être interrompue au moyen d'un commutateur. Selon une autre caractéristique du dispositif, le sens de la déviation peut être détecté grâce à l'information de potentiel obtenue dans le cas du commutateur ouvert. Selon une autre caractéristique du dispositif, le degré d'une déviation de la pièce de machine par rapport à une coordonnée peut être détecté grâce à des pistes résistantes disposées de part et d'autre de la source de tension. Selon une autre caractéristique du dispositif, le potentiel diminuant sur le curseur à déviation croissante depuis la position médiane est plus faible. Selon une autre caractéristique du dispositif, la position d'un levier de changement de vitesse d'un camion peut être détectée avec l'élément de potentiomètre dans la position de vitesse. Selon une autre caractéristique du dispositif, dans le circuit d'évaluation peut être lue au moins une valeur-limite (G), lors du passage au-dessous de celle-ci, une déviation minimale nécessaire pour une vitesse enclenchée est détectée par le circuit d'évaluation. Selon une autre caractéristique du dispositif, un processus d'enclenchement d'une vitesse peut être surveillé par détermination de cette position de coordonnées. Selon une autre caractéristique, une déviation de la pièce de machine par rapport à une autre coordonnée peut être détectée au moyen d'un capteur analogique. Selon une autre caractéristique, la déviation de la pièce de machine par rapport à une autre coordonnée peut être détectée au moyen d'un capteur numérique. Selon une autre caractéristique, l'élément de détection de la position de la pièce de machine par rapport à la deuxième coordonnée peut être intégré dans l'élément de potentiomètre. L'invention est expliquée ci-après plus en détail à l'aide des exemples de réalisation suivants. La Figure 1 est une représentation schématique de la structure d'un élément de potentiomètre; la Figure 2 représente l'allure de la tension en fonction de la déviation vis-à-vis de la position médiane; la Figure 3 représente un élément de potentiomètre dans lequel est intégré un deuxième élément de potentiomètre en vue de la détermination d'une autre position de coordonnées. La Figure 1 représente la structure schématique d'un élément de potentiomètre 1, qui comprend deux pistes résistantes 2, 4, une alimentation en tension 3, un curseur 5 et éventuellement un commutateur 7. Les deux pistes résistantes 2 et 4 sont séparées l'une de l'autre par la source de tension disposée au milieu entre elles et mises à la terre à l'extrémité opposée à la source de tension. Le curseur 5, qui est solidaire de la pièce de machine est déplaçable librement au-dessus de la piste de tension 3 et des pistes résistantes 2, 4. La position de la pièce de machine est détectée par les valeurs de potentiel 9 détectées au moyen du curseur 5. La direction de la déviation peut alors être déterminée par la manoeuvre du commutateur 7. Sur la Figure 2, est repr6senté l'allure du potentiel de ce dispositif. Par suite de la déviation de la pièce de machine et ainsi du mouvement du curseur hors de la position médiane 15, le potentiel 9 détectable par le curseur 5 s'abaisse à des valeurs plus faibles. Dans le cas de la mise en oeuvre de cet élément de potentiomètre 1 lors d'une reconnaissance de vitesse en vue de la détection de la position de vitesse, c'est-à-dire en vue de la détection d'une vitesse engagée, les gaz et la vitesse sont détectés au moyen des valeurs de potentiel 9 appliquées à un circuit d'évaluation, détectées au moyen du curseur 5. Dans le cas d'une valeur-limite G lue dans le circuit d'évaluation, lors du passage au-dessous de cette valeur, une vitesse enclenchée est détectée par le circuit d'évaluation. Ainsi, l'usure provoquée par l'utilisation n'a plus aucune influence sur l'aptitude au fonctionnement de l'élément de potentiomètre. L'élément de potentiomètre 10 représenté sur la Figure 3 comprend une alimentation en tension 13 et deux potentiomètres plans 12, 14 selon l'état expliqué de la technique. Le mode opératoire et la structure sont très analogues à l'élément de potentiomètre 1 représenté sur la Figure 1. Les potentiomètres plans 12, 14 remplacent les pistes conductrices 2, 4. Le mode opératoire d'un potentiomètre plan 12, 14 correspond à l'état connu de la technique. Grâce à l'utilisation de potentiomètres plans 12, 14, la position du curseur 5 ou de la pièce de machine peut être déterminée par rapport à une seconde coordonnée. Au moyen d'une valeur de potentiel 19 détectée par le curseur 5, appliquée à un circuit d'utilisation, la position de la pièce de machine peut être déterminée avec précision par rapport à cette coordonnée. Liste des signes de r6f6rence 1. Elément de potentiomètre = El6ment de potentiomètre 2. Piste r6sistante 3. Alimentation en tension 4. Piste résistante 5. Curseur 7. Commutateur 9. Signal (Valeur de potentiel) 10. El6ment de potentiomètre 12. Potentiomètre plan 13. Alimentation en tension 14. Potentiomètre plan 15. Position médiane 19. Valeur de potentiel par rapport à la 2ème coordonn6e G. Valeur-limite lisible REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de détection de la position d'une pièce de machine déplaçable dans au moins une direction de coordonnées, qui est réglable sélectivement en plusieurs positions dans au moins une direction de coordonnées, en particulier en vue de la détection d'un levier de changement de vitesse d'une boîte de vitesse de camion en vue de la détermination de la vitesse enclenchée, caractérisé en ce qu'une détection de la position par rapport à au moins une coordonnée peut être détectée à l'aide d'un élément de potentiomètre (1, 10), qui comprend une source de tension (3, 13) avec au moins deux pistes résistantes et un curseur (5) délivrant des informations de potentiel, déplaçable au-dessus de ces pistes résistantes (2, 4), un potentiel maximal existant sur ce dernier au moins dans une position médiane (15) et au moyen de ces informations de potentiel délivrées par le curseur (5) à un circuit d'évaluation, une déviation par rapport à la position m6diane (15) peut être détectée par rapport à cette coordonnée. 2. Dispositif de détection de la position d'une pièce de machine déplaçable selon deux directions de coordonnées selon la revendication 1, caractérisé en ce que la circulation de courant à travers au moins une des pistes résistantes (4) peut être interrompue au moyen d'un commutateur (7). 3. Dispositif de détection de la position d'une pièce de machine déplaçable dans au moins une direction de coordonnées selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le sens de la déviation peut être détecté grâce à l'information de potentiel obtenue à commutateur (7) ouvert. 4. Dispositif de détection de la position d'une pièce de machine déplaçable selon au moins une direction de coordonnées selon la revendication 1, caractérisé en ce que, par des pistes résistantes (2, 4) disposées des deux côtés de la source de tension (3, 13), le degré d'une déviation de la pièce de machine par rapport à cette coordonnée peut être détecté. 5. Dispositif de détection de la position d'une pièce de machine déplaçable dans au moins une direction de coordonnées selon la revendication 1, caractérisé en ce que le potentiel diminuant sur le curseur (5) est rendu plus faible à déviation croissante par rapport à la position médiane (15). 6. Dispositif de détection de la position d'une pièce de machine déplaçable dans au moins une direction de coordonnées selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position d'un levier de changement de vitesse d'un camion peut être détectée à l'aide de l'élément de potentiomètre (1, 10) dans la position de vitesse. 7. Dispositif de détection de la position d'une pièce de machine déplaçable dans au moins une direction de coordonnées selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que, dans le circuit d'évaluation, peut être lue au moins une valeur-limite (G), lors du passage au-dessous de celle-ci, une déviation minimale nécessaire pour une vitesse enclenchée est détectée par le circuit d'évaluation. 8. Dispositif de détection de la position d'une pièce de machine déplaçable dans au moins une direction de coordonnées selon les revendications 1 et 6, caractérisé en ce qu'un processus d'enclenchement d'une vitesse peut être contrôlé par la détermination de cette position de coordonnées. 9. Dispositif de détection de la position d'une pièce de machine déplaçable dans au moins une direction de coordonnées selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une déviation de la pièce de machine par rapport à une autre coordonnée peut être d6tectée au moyen d'un capteur analogique. 10. Dispositif de détection de la position d'une pièce de machine déplaçable dans au moins une direction de coordonnées selon la revendication 1, caractérisé en ce que la déviation de la pièce de machine par rapport à une autre coordonnée peut être détectée au moyen d'un capteur numérique. 11. Dispositif de détection de la position d'une pièce de machine déplaçable dans au moins une direction de coordonnées selon les revendications 9 et 10, caractérisé en ce que l'élément de détection de la position de la pièce de machine par rapport à la deuxième coordonnée peut être intégré dans l'élément de potentiomètre (13).