Brevet FR2760546A1 — publié le 19980911

Dispositif d'asservissement d'un levier de commande d'une boîte de vitesses mécanique pour véhicule automobile. L'invention se rattache au secteur technique des équipements pour véhicules automobiles notamment des boîtes de vitesses. On rappelle, de manière parfaitement connue pour un homme du métier, que la commande d'une boîte de vitesses mécanique s'effectue généralement au moyen d'un levier monté articulé dans un support fixé à l'intérieur de l'habitacle du véhicule, notamment au niveau du plancher, sans pour cela exclure d'autres endroits. L'extrémité inférieure du levier de commande est reliée par un système mécanique du type barre ou câble à des éléments aptes à assurer la sélection et le passage des vitesses. Par exemple, dans le cas d'une commande à barre, l'extrémité de cette dernière, à l'opposé de sa partie d'accouplement avec l'extrémité inférieure du levier de commande, est solidaire transversalement d'une bague ou manchon dont l'alésage est destiné à coopérer avec une tête sphérique d'un élément de renvoi apte à assurer la sélection des vitesses et leur passage, au moyen par exemple, de biellettes 'd'accouplement coopérant avec ledit élément de renvoi et une partie appropriée de la boîte de vitesses. Afin de réduire les efforts appliqués sur le levier, correspondant au passage des vitesses, la liaison de ce dernier avec le système de commande, s'effectue par une démultiplication appropriée. Cette démultiplication, engendre une course de débattement du levier relativement importante. Or, compte-tenu de l'architecture interne des véhicules et de la présence des accessoires de plus en plus nombreux, il est apparu important de pouvoir diminuer la course du levier de commande. Cependant, si l'on diminue la course du levier, sans apporter de changement au niveau de la cinématique de commande de la boîte de vitesses, il en résulte une augmentation de l'effort appliqué sur le levier, qui est inversement proportionnelle à la diminution de la course. Pour tenter de remédier à ces inconvénients, on a proposé de créer une assistance au moyen d'organes actionneurs du type électriques et/ou fluidiques et accouplés à au moins l'un des éléments de la chaîne cinématique de sélection et/ou de passage des vitesses, afin de créer une assistance. On a toutefois constaté que cette assistance nécessite un temps de réponse qui a tendance à diminuer son efficacité lorsque le passage et la sélection des vitesses, s'effectuent d'une manière très rapide. En effet, si l'on considère la courbe de l'effort dont on a besoin pour le passage et/ou la sélection d'une vitesse en fonction du temps, cette même courbe est décalée dans le cas d'une assistance. Autrement dit, si le passage et/ou la sélection de la vitesse s'effectue(nt) trop rapidement, I'assistance résultant des actionneurs, n'a pas le temps de remplir sa fonction et peut même, dans certains cas limites, constituer un effort d'inertie supplémentaire à vaincre. Pour remédier à ces inconvénients, le problème que se propose de résoudre l'invention, est de pouvoir déclencher l'assistance avant d'appliquer réellement l'effort sur le levier, pour le passage et la sélection des vitesses. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dispositif d'asservissement d'un levier de commande d'une boîte de vitesses mécanique pour véhicule automobile, ledit levier étant relié à la boîte, par un système de passage et/ou de sélection des vitesses qui s'effectue au moyen d'au moins un organe actionneur accouplé à au moins un élément de la chaîne cinématique de sélection et/ou de passage des vitesses. Selon l'invention, le dispositif comprend au moins un organe capteur apte à déterminer, à tout instant, la position du levier et assujetti à un ensemble apte à déterminer la vitesse de déplacement dudit levier au moment de la sélection et du passage des vitesses, pour commander, avant tout effort réellement appliqué sur le levier, le ou les organes actionneurs De manière particulièrement avantageuse, ces moyens se combinent avec les caractéristiques définies dans la demande de brevet FR 9602221 dont le demandeur de la présente est également titulaire. Dans ce but, le dispositif tel que définit, comprend - un moyen apte à mesurer l'effort appliqué digitalement sur une partie du levier et correspondant à la sélection et au passage d'une vitesse, - un ensemble apte à délivrer un signal électrique proportionnel à l'effort appliqué, pour commander l'organe actionneur. Un autre problème que se propose de résoudre l'invention, est d'obtenir une assistance qui soit instantanée afin que cette assistance cesse immédiatement lorsque le levier n'est plus soumis à un effort. Pour résoudre un tel problème, les ensembles sont constitués par une carte électronique alimentée par une source d'énergie extérieure et assujettie aux capteurs de position et d'effort, pour délivrer un signal appliqué à l'organe actionneur en vue de sa commande. Pour résoudre le problème posé de connaître la position angulaire du levier à tout instant, le capteur de position est constitué par un potentiomètre. Le capteur de position est disposé à un endroit quelconque de la chaîne cinématique de la commande de la boîte de vitesses. Pour résoudre le problème posé de tenir compte de la force exercée par le conducteur sur le levier, le moyen de mesure de l'effort appliqué est constitué par un capteur de force disposé soit au niveau du pommeau du levier de commande, soit au niveau de la tige du levier de commande. Un autre problème que se propose de résoudre l'invention est de tenir compte de tous les facteurs susceptibles d'intervenir dans la chaîne cinématique. Dans ce but, un autre capteur de force est monté en relation avec l'actionneur pour mesurer l'effort fourni par ce dernier, afin de le comparer aux paramètres donnés par la carte électronique afin de travailler en boucle fermée. Dans une forme de réalisation, L'organe actionneur est accouplé par un système de transmission à un élément de renvoi relié aux moyens de commande de la boîte de vitesses actionnés par le levier, ledit élément de renvoi étant accouplé à une partie de la boîte pour le passage et/ou la sélection des vitesses. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une vue montrant la synoptique des principes d'asservissement selon l'invention. La figure 2 est une vue à caractère schématique d'un exemple de réalisation nullement limitatif du dispositif. Pour une meilleure compréhension de la suite de la description, on a illustré figure 2, un schéma de principe de fonctionnement d'une commande d'une boîte de vitesses (BV) du type mono barre, étant bien entendu, que le dispositif s'applique à tout type de commande pour le passage et la sélection des vitesses. Dans cet exemple, le levier de vitesses (L) est accouplé par tout système connu de démultiplication à une barre (B), dont l'autre extrémité est solidaire d'un manchon transversal (b) dans lequel est monté avec capacité de déplacement, une tête sphérique (T) solidaire d'un élément de renvoi (R). L'élément de renvoi (R) est relié par une biellette ou autre à une partie de la boîte pour assurer le passage des vitesses. Généralement, I'élément de renvoi est monté avec capacité de déplacement angulaire limité par rapport à un axe de rotation (A). Un organe actionneur (4) est accouplé à au moins à l'un des éléments de la chaîne cinématique de sélection et/ou de passage des vitesses. Notamment, L'organe actionneur (4) est constitué par un moteur accouplé par un système de transmission à l'élément de renvoi (R). Plus particulièrement, le moteur (4) est accouplé au niveau de l'axe (A) de I'élément de renvoi (R), pour l'entraîner angulairement de manière concomitante, dans un sens ou dans l'autre. Le système de transmission entre l'actionneur (4) et l'élément de renvoi (R) par exemple, est fonction notamment du positionnement dudit actionneur (4) de sorte que cette transmission peut être linéaire ou rotatoire. Selon une caractéristique à la base de l'invention, le dispositif d'asservissement comprend au moins un organe capteur de position (CP) apte à déterminer à tout instant, la position du levier (L). Cet organe capteur (CP) est assujetti à un ensemble (2) apte à déterminer la vitesse de déplacement du levier (L) au moment de la sélection et du passage des vitesses pour commander, avant tout effort réellement appliquer sur le levier, le ou les organes actionneurs (4). L'ensemble (2) est constitué par une carte électronique alimentée par une source énergétique extérieure (3). Par exemple, la carte électronique (2) inclut un circuit amplificateur qui va délivrer un signal électrique afin de l'appliquer à l'organe actionneur (4). A noter que la source d'énergie (3) peut être constituée directement par la batterie du véhicule. Afin de déterminer la vitesse de déplacement du levier (L), la carte électronique (2) inclut de manière parfaitement connue pour un homme du métier, une base de temps. Ces dispositions permettent donc de connaître la position du levier à tout instant, et sa vitesse de déplacement, afin que l'organe actionneur (4) qui constitue l'assistance, soit actionné pour que l'effort soit réellement appliqué sur le levier, ce qui permet de garder toute l'efficacité à l'assistance dans le cas où le passage des vitesses s'effectue de manière très rapide. Autrement dit, ces dispositions techniques permettent d'éliminer ou de compenser les temps de réponses et les inerties mécaniques et autres résultant des moyens utilisés pour l'asservissement du levier de commande de la boîte de vitesses, au moyen d'organes actionneurs. Comme indiqué, ces dispositions se combinent avantageusement avec les caractéristiques définies dans la demande de brevet FR 9602221. On rappelle, que cette demande de brevet concerne un dispositif d'asservissement qui comprend un capteur de force (1) apte à mesurer l'effort appliqué digitalement sur une partie du levier (L), correspondant à la sélection et au passage d'une vitesse. Le capteur de force (1) est disposé soit au niveau du pommeau du levier de commande (L), soit au niveau de la tige du levier de commande (L). Le capteur (1) est monté en combinaison avec un ensemble apte à délivrer un signal électrique proportionnel à l'effort appliqué, pour commander l'organe actionneur (4). Selon la présente invention, L'ensemble auquel est assujetti le capteur de force (1) est constitué par la carte électronique (2) qui présente un circuit amplificateur qui envoit le signal électrique au moteur (4), afin de transformer le courant en un effort physique appliqué sur une partie de la commande de la boîte de vitesses. La force appliquée au niveau de l'élément concerné de la boîte de vitesses, résulte de la somme de l'effort de commande du conducteur appliqué sur le levier (L) et de l'effort fourni par l'actionneur (4). L'assistance obtenue est donc proportionnelle à l'effort appliqué sur le levier de commande, étant donné que le capteur de force (1), alimenté sous la tension fixe (3), délivre un signal de sortie directement proportionnel audit effort. Cette proportionnalité peut être réglable en modifiant la valeur du gain de l'amplificateur. La carte électronique (2), en combinaison avec les capteurs de position (CP) et de force (1), permettent donc de mesurer respectivement la position du levier de commande (L), et l'effort appliqué sur ce dernier, étant rappelé que ces deux paramètres peuvent être pris en compte ou bien seulement l'un d'entre eux. De ces deux mesures découlent la vitesse de déplacement du levier, la vitesse de variation de l'effort et le sens de déplacement du levier. Ainsi, la carte électronique (2) gère ces différents paramètres selon une loi complexe pour donner ensuite l'information à l'actionneur (4). Selon une autre caractéristique de l'invention, on peut adjoindre un troisième capteur de force (CA), afin de mesurer l'effort fourni par l'actionneur (4) pour le comparer à d'autres paramètres donnés par la carte électronique (2). Il est dans ces conditions possible de travailler en boucle fermée, les résultats de ce troisième capteur étant inclus dans la carte électronique (2) pour apporter les corrections nécessaires. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle: - la combinaison des différents capteurs et de la carte électronique permet d'anticiper le déclenchement des ordres à l'actionneur, - la proportionnalité de l'assistance en fonction de l'effort appliqué sur le levier de commande. REVENDICATIONS -1- Dispositif d'asservissement d'un levier de commande d'une boîte de vitesses mécanique (BV) pour véhicule automobile, ledit levier (L) étant relié à la boîte, par un système de passage et/ou de sélection des vitesses qui s'effectue au moyen d'au moins un organe actionneur (4) accouplé à au moins un élément de la chaîne cinématique de sélection et/ou de passage des vitesses, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un organe capteur (CP) apte à déterminer, à tout instant, la position du levier (L) et assujetti à un ensemble (2) apte à déterminer la vitesse de déplacement dudit levier (L) au moment de la sélection et du passage des vitesses, pour commander, avant tout effort réellement appliqué sur le levier, le ou les organes actionneurs (4). -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend: - un moyen (1) apte à mesurer l'effort appliqué digitalement sur une partie du levier (L) et correspondant à la sélection et au passage d'une vitesse, - un ensemble (2) apte à délivrer un signal électrique proportionnel à l'effort appliqué, pour commander l'organe actionneur (4). -3- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les ensembles (2) sont constitués par une carte électronique alimentée par une source d'énergie extérieure (3) et assujettie aux capteurs de position (CP) et d'effort (1), pour délivrer un signal électrique appliqué à l'organe actionneur (4) en vue de sa commande. -4- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur de position (CP) est constitué par un potentiomètre. -5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur de position (CP) est disposé à un endroit quelconque de la chaîne cinématique de la commande de la boîte de vitesses. -6- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de mesure de l'effort appliqué est constitué par un capteur de force (1), le capteur de force (1) étant disposé au niveau du pommeau du levier de commande ou au niveau de la tige du levier de commande. -7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un capteur de force (CA) est monté en relation avec l'actionneur (4) pour mesurer l'effort fourni par ce dernier, afin de le comparer aux paramètres donnés par la carte électronique afin de travailler en boucle fermée. -8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'organe actionneur (4) est accouplé par un système de transmission à un élément de renvoi (R) relié aux moyens de commande de la boîte de vitesses actionnés par le levier, ledit élément de renvoi étant accouplé à une partie de la boîte pour le passage et/ou la sélection des vitesses.