Brevet FR2901338A1 — publié le 20071123

représentatives de l'état courant de la boîte de vitesses à une unité centrale de contrôle ou tout autre organe de pilotage équipant le véhicule automobile. Ce type de dispositif de détection nécessite des capteurs du type analogique, utilisant des potentiomètres dont les curseurs sont reliés cinématiquement par des transmissions mécaniques à l'arbre de commande. Pour répondre à des problèmes d'usure de ces capteurs, due à l'oscillation quasi permanente de l'arbre de commande, un jeu est introduit sur au moins l'un des capteurs, avec l'inconvénient réduire la précision dans la détection du changement de rapport de vitesses. La présente invention a notamment pour but de pallier à l'inconvénient ci-dessus en proposant un dispositif de détection simple et rapide dans la détection d'un rapport engagé. A cet effet, elle propose un dispositif de détection de la translation le long d'un axe de commande et/ou la rotation autour de ce même axe d'un organe de commande, ledit organe de commande comprenant une première extrémité montée libre en rotation dans un premier palier solidaire d'un support, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un système bielle manivelle, formé d'une bielle et d'une manivelle, reliée à la seconde extrémité dudit organe de commande, et apte à convertir la translation dudit organe de commande le long de l'axe de commande en un mouvement de rotation autour d'un axe sensiblement normal audit axe de commande, et en ce que le système bielle manivelle comporte au moins un capteur d'angle à l'une de ses articulations. Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif de détection comprend un organe d'entraînement reliant l'organe de commande au système bielle manivelle, ledit organe d'entraînement étant d'une part lié à la seconde extrémité de l'organe de commande par une liaison pivot selon l'axe de commande, de sorte à être lié en translation audit organe de commande, et d'autre part monté libre en rotation à une première extrémité de la bielle du système bielle manivelle, selon un axe sensiblement normal à l'axe de commande. Selon une caractéristique, la manivelle comprend un maneton monté libre en rotation à une seconde extrémité de la bielle, selon un axe sensiblement parallèle à l'axe de la liaison entre la bielle et l'organe d'entraînement. La manivelle comprend en outre au moins un tourillon solidaire io du maneton, ledit tourillon étant monté libre en rotation dans un second palier solidaire du support, selon un axe sensiblement parallèle à l'axe de la liaison entre la bielle et l'organe d'entraînement. Conformément à d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : 15 - un capteur d'angle est disposé à la liaison pivot entre l'organe de commande et l'organe d'entraînement, afin de détecter la rotation dudit organe de commande autour de l'axe de commande ; - un capteur d'angle est disposé à au moins l'une des articulation du système bielle manivelle, respectivement la première articulation entre la bielle et 20 l'organe d'entraînement, la seconde articulation entre la bielle et la manivelle et la troisième articulation entre la manivelle et le support, afin de détecter la translation de l'organe de commande le long de l'axe de commande ; - le capteur d'angle est avantageusement analogique, notamment du type potentiomètre ; 25 - l'axe de commande intersecte d'une part l'axe de rotation de la première articulation entre l'organe d'entraînement et la bielle et d'autre part l'axe de rotation de la troisième articulation entre la manivelle et le support ; - l'organe de commande est solidaire d'une rotule d'actionnement liée à un système d'actionnement apte à entraîner l'organe de commande en rotation 30 autour de l'axe de commande et en translation le long de ce même axe. 5 Dans un mode de réalisation particulier, l'organe de commande est un arbre de commande pour une boîte de vitesses d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile, apte à commander le passage et/ou la sélection des vitesses dudit véhicule. La présente invention concerne également une boîte de vitesses équipée d'un dispositif tel que décrit ci avant. L'invention se rapporte également à un système d'actionneur de io translation le long d'un axe de commande et/ou de rotation autour de ce même axe d'un organe de commande, comprenant un dispositif comme décrit ci avant et qui comprend au moins un actionneur à l'une des articulations du système bielle manivelle. 15 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en perspective du dispositif de 20 détection selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un autre mode de réalisation du dispositif de détection selon l'invention ; et - la figure 3 est une vue schématique de côté du dispositif représenté en figure 1 ou 2. 25 L'organe de commande 1 est une pièce mobile en rotation autour d'un axe de commande ZZ' et en translation de long de cet axe de commande ZZ'. Cet organe de commande 1 est monté libre en rotation, à une première 30 extrémité 11, dans un premier palier 21 solidaire d'un support 2, selon l'axe de commande ZZ'. L'organe de commande 1 et le support 2 forme ainsi une liaison pivot glissant autour de l'axe de commande ZZ'. Le dispositif de détection de la translation le long de l'axe de commande 5 ZZ' et/ou la rotation autour de ce même axe ZZ' de l'organe de commande 1 comprend : - un système bielle manivelle 4, formé d'une bielle 5 et d'une manivelle 6, reliée à la seconde extrémité 12 de l'organe de commande 1, et apte à convertir la translation dudit organe de commande 1 le long de l'axe de io commande ZZ' en un mouvement de rotation autour d'un axe sensiblement normal audit axe de commande ZZ' ; et - un organe d'entraînement 3 reliant l'organe de commande 1 au système bielle manivelle 4, ledit organe d'entraînement 3 étant d'une part lié à la seconde extrémité 12 de l'organe de commande 1 par une liaison pivot 15 selon l'axe de commande ZZ', et d'autre part monté libre en rotation à une première extrémité 51 de la bielle 5 du système bielle manivelle 4, selon un axe AA' sensiblement normal à l'axe de commande ZZ'. La liaison entre la bielle 5 et l'organe d'entraînement 3 forme la première 20 articulation 41 du système bielle manivelle 4. De la sorte, l'organe d'entraînement 3 comprend : - un palier 31 dans lequel est monté la seconde extrémité 12 de l'organe de commande 1, formant ainsi la liaison pivot selon l'axe de commande ZZ' 25 entre ces deux organes 1 et 3 ; - un arbre 32 monté libre en rotation selon l'axe AA' dans un palier ménagé à la première extrémité 51 de la bielle 5 ; et -une liaison 33 assurant un lien mécanique entre le palier 31 et l'arbre 32 de l'organe d'entraînement 3. 30 La manivelle 6 comprend : - un maneton 61 monté libre en rotation dans un palier ménagé à la seconde extrémité 52 de la bielle 5, selon un axe BB' sensiblement parallèle à l'axe AA' de la première articulation 41 du système bielle manivelle 4 ; - au moins un tourillon 62 parallèle au maneton 61, monté libre en rotation dans un second palier 22 solidaire du support 2, selon un axe CC' sensiblement parallèle à l'axe AA' de la première articulation 41 du système bielle manivelle 4 ; et - au moins une branche latérale 63 reliant le maneton 61 au tourillon 62. i0 La liaison entre la bielle 5 et la manivelle 6 forme la seconde articulation 42 du système bielle manivelle 4 et la liaison entre la manivelle 6 et le support 2 forme la troisième articulation 43 de ce système 4. 15 Dans le mode de réalisation représenté en figure 1, la manivelle 6 comprend un tourillon 62, préférentiellement un arbre de rotation, et deux branches latérales 63 perpendiculaires au maneton 61 et reliant respectivement les deux extrémités du tourillon 62 aux deux extrémités correspondantes du maneton 61. 20 Dans le mode de réalisation représenté en figure 2, la manivelle 6 comprend deux tourillons 62 coaxiaux parallèles au maneton 61 et s'étendant selon deux directions opposées, et deux branches latérales 63 perpendiculaires au maneton 61 et reliant respectivement les deux tourillons 62 25 au maneton 61. Chaque tourillon 62 est monté libre en rotation dans un second palier 22 correspondant, selon l'axe CC' de la troisième articulation 43 ; lesdits seconds paliers 22 étant solidaires du support 2. Comme représenté en figure 2, l'axe de commande ZZ' intersecte les 30 axes respectivement AA' et CC' des respectivement première 41 et troisième 43 articulations du système bielle manivelle 4. Bien entendu, pour des amplitudes de translation prédéterminées de l'organe de commande 1, les deux axes AA' et CC' des première 41 et troisième 43 articulations peuvent être décalés par rapport à l'axe de 5 commande ZZ'. Comme représenté en figure 3 avec le dispositif selon l'invention, une translation de l'organe de commande 1 le long de l'axe de commande ZZ', figurée par la flèche Ti, se traduit par : io - une translation de l'organe d'entraînement 3, illustrée par la flèche T3 ; - une translation de la première extrémité 51 de la bielle 5 concomitamment à une rotation de ladite première extrémité 51 par rapport à l'arbre 32 de l'organe d'entraînement 3 autour de l'axe AA', illustrée par la flèche RA ; - un mouvement de la seconde extrémité 52 de la bielle 5 selon un arc de 15 cercle 65 centré sur l'axe CC' de la troisième articulation 43 concomitamment à une rotation de ladite seconde extrémité 52 par rapport au maneton 61 de la manivelle 6 autour de l'axe BB', illustrée par la flèche RB ; et - une rotation du tourillon 63 par rapport au support 2 autour de l'axe CC', 20 illustrée par la flèche Rc. De la sorte, afin de détecter les translation et rotation de l'organe de commande 1, le dispositif de détection selon l'invention comprend : - un capteur d'angle disposé à la liaison pivot entre l'organe de commande 25 1 et l'organe d'entraînement 3 ou disposé dans le premier palier 21 du support 2, afin de détecter la rotation R1 dudit organe de commande 1 autour de l'axe de commande ZZ' ; et - un capteur d'angle disposé à au moins l'une des trois articulation 41, 42, 43 du système bielle manivelle 4, afin de détecter la translation de 30 l'organe de commande 1 le long de l'axe de commande ZZ' se traduisant par les rotations RA, RB et Rc autour des axes respectivement AA', BB' et CC' desdites articulations respectivement 41, 42 et 43. Préférentiellement, les capteurs d'angle sont du type analogique. Ils 5 consistent notamment en des potentiomètres ou roues codeuses connus de l'état de la technique. Le montage selon l'invention permet ainsi d'assurer qu'un mouvement de translation de l'organe de commande 1 se traduit par trois mouvements de io rotation d'éléments du dispositif de détection. Avec un capteur, le dispositif permet de déterminer continûment de façon précise la position en translation de cet organe de commande 1, tout en laissant ledit organe de commande 1 libre de ces mouvements de rotation et translation. Le dispositif peut ainsi comprendre entre deux et quatre capteurs : un premier capteur pour déterminer 15 la rotation de l'organe de commande 1 et entre un et trois capteurs pour déterminer la translation dudit organe de commande 1. L'organe de commande 1 peut également être solidaire d'une rotule d'actionnement 7 liée à un système d'actionnement, non représenté, apte à 20 entraîner l'organe de commande 1 en rotation autour de l'axe de commande ZZ' et en translation le long de ce même axe ZZ'. Comme représenté aux figures 1 à 3, un élément de liaison 71 assure un lien mécanique de la rotule 7 et de l'organe de commande 1. 25 Pour application à une boîte de vitesses de véhicule, notamment de véhicule automobile, l'organe de commande 1 est un arbre de commande apte à commander le passage et/ou la sélection des vitesses dudit véhicule. Ainsi, le dispositif de détection selon l'invention permet de renseigner la 30 position de l'axe de commande 1 et donc, dans le cas d'une boîte de vitesses pilotée et/ou hybride, d'informer un système de contrôle (unité centrale de contrôle ou tout autre organe de pilotage) équipant le véhicule, sur le rapport engagé et sur les différentes phases que constituent un passage de rapport de boîte de vitesses. Ce dispositif participe ainsi à la rapidité du pilotage de la boîte de vitesses ainsi qu'à la sûreté de fonctionnement de ladite boîte de vitesses. Il permet en outre une économie d'énergie en participant à l'optimisation des changements de rapport de la boîte de vitesses. io Le dispositif selon l'invention permet, notamment pour une boîte de vitesses manuelle, d'informer le système de contrôle du démarrage du moteur thermique qu'un rapport de vitesses est engagé. De plus, l'utilisation de capteurs analogiques du type potentiomètre 15 permet au dispositif de détection de renseigner la position en absolue de l'axe de commande. De la sorte, ce dispositif permet au système de contrôle du véhicule de connaître la position dudit arbre de commande, et donc de connaître le rapport engagé de la boîte de vitesses, même en cas de coupure d'alimentation électrique momentanée, renforçant ainsi la sûreté de 20 fonctionnement de la boîte de vitesses. Enfin, le dispositif selon l'invention permet de donner un renseignement sur la position de l'arbre de commande sans jeu. Ainsi, ce dispositif assure une précision supérieure à un dispositif avec jeu, permettant au système de 25 contrôle du véhicule de connaître en temps réel les mouvements de rotation et de translation de l'arbre de commande, participant ainsi à la rapidité de détection du rapport engagé dans la boîte de vitesses. L'invention trouve une application dans les boîtes de vitesses manuelles 30 et/ou pilotées et/ou automatiques et/ou hybrides d'un véhicule, notamment d'un io véhicule automobile, l'organe de commande 1 étant un arbre de commande apte à commander le passage et/ou la sélection des vitesses dudit véhicule. La cinématique globale du dispositif selon l'invention peut également être utilisée comme cinématique d'un système d'actionneur de translation et/ou de rotation de l'organe de commande, notamment pour une boîte de vitesses pilotée et/ou hybride, en ajoutant et/ou en remplaçant les capteurs d'angles par des systèmes d'actionnement du type moteur électrique et/ou vérin hydraulique rotatif. io Bien entendu l'exemple de mise en oeuvre évoqué ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et d'autres détails et améliorations peuvent être apportés à un dispositif de détection selon l'invention, sans pour autant sortir du cadre de l'invention où d'autres modes de réalisation des articulations 15 et capteurs peuvent être réalisées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de la translation le long d'un axe de commande (ZZ') et/ou la rotation autour de ce même axe (ZZ') d'un organe de commande (1), ledit organe de commande (1) comprenant une première extrémité (11) montée libre en rotation dans un premier palier (21) solidaire d'un support (2), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un système bielle manivelle (4), formé d'une bielle (5) et d'une manivelle (6), reliée à la seconde extrémité (12) dudit organe de commande (1), et apte à convertir la translation io dudit organe de commande (1) le long de l'axe de commande (ZZ') en un mouvement de rotation autour d'un axe (AA', BB', CC') sensiblement normal audit axe de commande (ZZ'), et en ce que le système bielle manivelle (4) comporte au moins un capteur d'angle à l'une de ses articulations (41, 42, 43). 15 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un organe d'entraînement (3) reliant l'organe de commande (1) au système bielle manivelle (4), ledit organe d'entraînement (3) étant d'une part lié à la seconde extrémité (12) de l'organe de commande (1) par une liaison pivot selon l'axe de commande (ZZ'), de sorte à être lié en translation audit organe de commande 20 (1), et d'autre part monté libre en rotation à une première extrémité (51) de la bielle (5) du système bielle manivelle (4), selon un axe (AA') sensiblement normal à l'axe de commande (ZZ'). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la manivelle (6) 25 comprend : - un maneton (61) monté libre en rotation à une seconde extrémité (52) de la bielle (5), selon un axe (BB') sensiblement parallèle à l'axe (AA') de la liaison entre la bielle (5) et l'organe d'entraînement (3) ; et - au moins un tourillon (62) solidaire dudit maneton (61), ledit tourillon (62) 30 étant monté libre en rotation dans un second palier (22) solidaire du support(2), selon un axe (CC') sensiblement parallèle à l'axe (AA') de la liaison entre la bielle (5) et l'organe d'entraînement (3). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en s ce qu'un capteur d'angle est disposé à la liaison pivot entre l'organe de commande (1) et l'organe d'entraînement (3), afin de détecter la rotation dudit organe de commande (1) autour de l'axe de commande (ZZ'). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en 10 ce qu'un capteur d'angle est disposé à au moins l'une des articulation du système bielle manivelle (4), respectivement la première articulation (41) entre la bielle (5) et l'organe d'entraînement (3), la seconde articulation (42) entre la bielle (5) et la manivelle (6) et la troisième articulation (43) entre la manivelle (6) et le support (2), afin de détecter la translation de l'organe de commande 15 (1) le long de l'axe de commande (ZZ'). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le capteur d'angle est analogique, notamment du type potentiomètre. 20 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'axe de commande (ZZ') intersecte d'une part l'axe de rotation (AA') de la première articulation (41) entre l'organe d'entraînement (3) et la bielle (5) et d'autre part l'axe de rotation (CC') de la troisième articulation (43) entre la manivelle (6) et le support (2). 25 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de commande (1) est solidaire d'une rotule d'actionnement (7) liée à un système d'actionnement apte à entraîner l'organe de commande (1) en rotation autour de l'axe de commande (ZZ') et en 30 translation le long de ce même axe (ZZ').5 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de commande (1) est un arbre de commande pour une boîte de vitesses d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile, apte à commander le passage et/ou la sélection des vitesses dudit véhicule. 10. Boîte de vitesses équipée d'un dispositif selon la revendication 9. 11. Système d'actionneur de translation le long d'un axe de commande (ZZ') et/ou de rotation autour de ce même axe (ZZ') d'un organe de commande (1), lo comprenant un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un actionneur à l'une des articulations (41, 42, 43) du système bielle manivelle (4).