Brevet FR3019891A1 — publié le 20151016

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention vise un dispositif de détection d'une position d'un piston dans un conduit et une boîte de vitesse à double embrayage. Elle s'applique, notamment, aux boîtes de vitesses automatiques à double embrayage. ETAT DE LA TECHNIQUE Les contraintes actuelles de l'industrie automobile portent essentiellement sur des aspects économiques et énergétiques, et par conséquence environnementales. Dans le domaine des systèmes d'embrayage, des systèmes utilisant une boîte de vitesse dite « à double embrayage » apparaissent. Ces systèmes fonctionnent de manière similaire à une boîte de vitesse manuelle séquentielle, c'est à dire qu'un changement de rapport de vitesse est réalisé uniquement entre deux rapports de vitesses voisins. Ces systèmes à double embrayage comportent deux demi boîtes de vitesse, 15 une première demi boîte comportant les rapports de vitesse impaires et une deuxième demi boîte comportant les rapports de vitesse paires. En fonction du rapport de vitesse à actionner, l'une ou l'autre des demi boîtes est actionnée. Dans le cas de systèmes automatiques à double embrayage, le rapport de vitesse sélectionné est réalisé à l'aide d'actionneurs en fonction de la position d'un 20 piston distributeur laissant passer de l'huile vers l'un ou l'autre de ces actionneurs. Un actionneur recevant de l'huile sélectionne le rapport de vitesse associé à cet actionneur. Dans les systèmes de double embrayage automatiques, la position du piston doit être connue par le système. La position de ce piston est détectée par un capteur 25 de type PLCD (Permanent Magnetic Linear Contactless Displacement Sensor, traduit par « capteur de déplacement sans contact linéaire magnétique permanent »). Un premier inconvénient de ces capteurs est qu'ils nécessitent l'utilisation d'un aimant permanent, fabriqué en terres rares telles du néodyme fer bore, dont le coût est élevé. 30 Un deuxième inconvénient de ces capteurs est que la position du piston d'activation réalisée est peu précise. OBJET DE L'INVENTION La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de détection d'une position d'un piston dans un conduit, qui comporte : une pièce métallique en métal ferromagnétique associée à une partie du piston, au moins deux noyaux, globalement en forme de « U », en matériau ferromagnétique comportant deux branches reliées entre elles par une base positionnés le long du conduit de manière à ce que chaque base soit perpendiculaire au chemin parcouru par le piston, chaque noyau comportant : - autour de la base, une bobine dite « d'excitation» et - une bobine dite « de mesure » entourant les deux branches, un capteur de tension électrique induite dans chaque bobine de mesure et un moyen de détermination de la position de la pièce métallique en fonction de chaque tension électrique induite captée. L'utilisation d'une pièce ferromagnétique quelconque permet au dispositif de ne pas nécessiter de terres rares et donc d'être réalisé à moindre coût. D'autre part, l'utilisation des deux noyaux permet de détecter avec précision la position de la pièce ferromagnétique. Dans des modes de réalisation, le conduit est en matériau paramagnétique ou 20 diamagnétique. Ces dispositifs améliorent la capacité du dispositif à détecter la position de la pièce ferromagnétique dans le conduit. Dans des modes de réalisation, chaque noyau est positionné à une extrémité différente du chemin parcouru par le piston. 25 Grâce à ces dispositions, la position de la pièce ferromagnétique peut être connue sur toute la distance parcourue par le piston. Dans des modes de réalisation, la pièce métallique est positionnée sur la tête du piston. Ces modes de réalisation permettent de connaître la position de la tête du 30 piston. Dans des modes de réalisation, les dimensions de chaque noyau, de chaque bobine d'excitation et de chaque bobine de mesure sont respectivement identiques. Grâce à ces dispositions, une perturbation captée dans la tension électrique induite traversant les bobines de mesures sont facilement comparables, ce qui permet une détermination de la position de la pièce ferromagnétique simplifiée. Dans des modes de réalisation, les bobines de mesure sont enroulées dans 5 des sens opposés. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre une sommation différentielle des tensions électriques induites captées dans chaque bobine de mesure afin de déterminer une position de la pièce ferromagnétique. Dans des modes de réalisation, la position est déterminée par la comparaison 10 entre une mesure d'une valeur représentative d'une tension électrique induite mesurée et une courbe obtenue par addition de la valeur représentative d'une tension électrique induite captée du premier noyau à la valeur représentative d'une tension électrique induite captée du deuxième noyau. L'avantage de ces modes de réalisation est qu'ils permettent de façon simple 15 de déterminer la position de la pièce ferromagnétique dans le conduit. Dans des modes de réalisation, les bobines de mesure forment conjointement un seul brin électrique. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre une réalisation du dispositif à bas coût. 20 Selon un deuxième aspect, la présente invention vise une boîte de vitesse à double embrayage, qui comporte : un moyen de réception d'une commande de changement d'un rapport de vitesse d'un moteur, un moyen de déplacement d'un piston dans un cylindre en fonction de la 25 commande reçue, moyen de changement de rapport de vitesse du moteur en fonction de la position du piston, un dispositif de détection d'une position du piston dans le cylindre et un moyen d'émission de la position du piston détectée. 30 Grâce à ces dispositions, la position du piston détectée peut être émise à dispositif commandant à la boîte de vitesse de sorte à ce que ce dispositif connaisse la position du piston. Dans des modes de réalisation, la boîte de vitesse objet de la présente invention comporte : un moyen de détection d'une vitesse de rotation du moteur et un moyen d'émission d'une commande de changement d'un rapport de vitesse du moteur en fonction de la vitesse détectée. Ces modes de réalisation permettent une gestion automatique du changement de rapport de vitesse du moteur par le dispositif. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l'invention ressortiront de la description non limitative qui suit d'au moins un mode de réalisation particulier du dispositif de détection d'une position d'un piston dans un conduit et de la boîte de vitesse à double embrayage objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente, schématiquement et en perspective, un mode de réalisation particulier du dispositif de détection objet de la présente invention, la figure 2 représente, schématiquement et en coupe, un mode de réalisation particulier du dispositif de détection objet de la présente invention, la figure 3 représente, schématiquement et en coupe, un mode de réalisation particulier du dispositif de détection objet de la présente invention, la figure 4 représente, schématiquement, une courbe représentative d'une addition entre chaque tension électrique induite captée par chaque bobine de mesure du dispositif de détection objet de la présente invention et la figure 5 représente, schématiquement et en coupe, un mode de réalisation de la boîte de vitesse objet de la présente invention. DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION La présente description est donnée à titre non limitatif. On observe, sur la figure 1, qui n'est pas à l'échelle, une vue en perspective d'un mode de réalisation du dispositif 10 de détection objet de la présente invention. Ce dispositif 10 comporte : - deux branches 105 reliées l'une à l'autre par une base 110, - autour de la base, une bobine 115 dite « d'excitation» et - une bobine 120 dite « de mesure » entourant les deux branches 105. Le dispositif 10 est globalement en forme de « U » positionné à l'envers. Les branches 105 et la base 110 du dispositif 10 sont en matériau ferromagnétique, tel du fer, du cobalt ou du nickel par exemple. Dans des variantes, la base 110 est perpendiculaire à chaque branche 105. Dans d'autres variantes, la base 110 et les branches 105 forment un arc de cercle. La bobine de mesure 120 entoure les deux branches 105 du dispositif 10. Dans des modes de réalisation particuliers, la bobine d'excitation 115 est alimentée par un courant alternatif de 0,1 ampère cette bobine 115 comporte 500 spires d'un fil de cuivre de 0,2 millimètres de diamètre. Dans des modes de réalisation particuliers, la bobine de mesure 120 comporte 1000 spires d'un fil de cuivre de 0,1 millimètres de diamètre. On observe, sur la figure 2, qui n'est pas à l'échelle, une vue en coupe d'un mode de réalisation du dispositif 20 de détection d'une position d'un piston 205 dans un conduit 210 objet de la présente invention. Ce dispositif 20 comporte : une pièce 215 métallique en métal ferromagnétique associée à une partie du piston 205, au moins deux noyaux 10, globalement en forme de « U », en matériau ferromagnétique comportant deux branches 105 reliées entre elles par une base 110 positionnés le long du conduit de manière à ce que chaque base 110 soit perpendiculaire au chemin parcouru par le piston 205, chaque noyau 10 comportant : autour de la base 110, une bobine 115 dite « d'excitation» et une bobine 120 dite « de mesure » entourant les deux branches 105, un capteur 220 d'une tension électrique induite parcourant chaque bobine de mesure 120 et un moyen 225 de détermination de la position de la pièce 215 métallique en fonction de chaque tension électrique induite captée. La pièce 215 métallique est, par exemple, un anneau en matériau ferromagnétique, tel une rondelle d'acier par exemple, fixé à la tête du piston 205. Cette fixation peut être réalisée, par exemple, par vissage ou par collage de la pièce 215 métallique à la tête du piston 205. Dans cette figure 2, le piston 205 est positionné à une extrémité du chemin parcouru par ce piston 205 dans le conduit 210. Les deux noyaux 10 correspondent chacun à un dispositif 10 tel que décrit en figure 1. Ces deux noyaux sont positionnés de sorte que la base 110 de chaque noyau 10 soit perpendiculaire à un chemin parcouru par le piston 205 dans le conduit 210. Ces deux noyaux 10 peuvent être fixés par vissage ou soudure au conduit 210, par exemple. Les deux noyaux 10 sont positionnés de sorte à ce que les branches 105 de chaque noyau 10 soient positionnées entre la base 110 de chaque noyau et le conduit 210. Dans des variantes, chaque noyau 10 est positionné à une extrémité différente du chemin parcouru par le piston 205. Ces variantes présente comme intérêt que lorsque la pièce 215 métallique est positionnée en face d'un noyau, la tension électrique induite dans la bobine de mesure 120 est à un maximal, positif ou négatif selon le sens d'enroulement de la bobine 120 autour des branches 105 dudit dispositif 10, puis diminue en fonction de l'éloignement de la pièce 215 métallique par rapport au noyau 10. Ces variantes permettent ainsi de faciliter la détection de la position de la pièce métallique 215. Dans des variantes, les noyaux 10 sont espacés de 20 millimètres. Dans des variantes, les dimensions de chaque noyau 10, de chaque bobine 115 d'excitation et de chaque bobine 120 de mesure sont respectivement identiques. Dans des variantes préférentielles, les bobines 120 de mesure sont enroulées dans des sens opposés. Dans des variantes, les bobines 120 de mesure forment conjointement un seul brin électrique. Dans des variantes, Le conduit 210 est en matériau paramagnétique, tel de l'aluminium par exemple, ou diamagnétique, tel du cuivre par exemple. Le capteur 220 d'une tension électrique induite parcourant chaque bobine de mesure 120 est, par exemple un ampèremètre connecté à chaque bobine de mesure 30 120. Le moyen de détermination 225 de la position de la pièce 215 métallique en fonction de chaque tension électrique induite captée comporte un circuit électrique configuré pour sommer les tensions captées dans chaque bobine de mesure 120. Les deux bobines de mesure 120 étant orientées en sens inverse, cette somme est maximale lorsque la pièce métallique 215 est positionnée devant une première bobine de mesure 120 et minimale lorsque la pièce métallique 215 est positionnée devant l'autre bobine de mesure 120. La croissance, ou la décroissance selon le sens du parcours réalisé par le piston 205, entre ce maximal et ce minimal est pseudo-linéaire et varie en fonction du positionnement de la pièce métallique 215. Ce moyen de détermination 225 comporte également un moyen de comparaison entre une mesure d'une valeur représentative d'une tension électrique induite mesurée et la courbe obtenue par addition de la valeur représentative d'une tension électrique induite captée du premier noyau 10 à la valeur représentative d'une tension électrique induite captée du deuxième noyau 10. On observe, sur la figure 3, qui n'est pas à l'échelle, une vue en coupe du mode de réalisation du dispositif 20 de détection décrit en figure 2. Dans cette figure 3, le piston 205 est positionné à une autre extrémité, par rapport à la figure 2, du chemin parcouru par le piston 205. On observe, sur la figure 4, une courbe représentative d'une addition entre chaque tension électrique induite captée par chaque bobine de mesure 120 du dispositif 20 de détection objet de la présente invention. L'abscisse 310 correspond à la position de la pièce métallique et l'ordonnée 305 à la somme des tensions des bobines de mesure 120 des dispositifs 20. On observe, notamment, qu'entre le maximum et le minimum de cette somme, atteints respectivement lorsque la pièce métallique est positionnée devant le premier noyau 10 et le deuxième noyau 10, la décroissance est linéaire. De cette manière en fonction de la somme des tensions réalisée, le dispositif 20 est en mesure de déterminer la position du piston 205. On observe, sur la figure 5, un mode de réalisation de la boîte 30 de vitesse objet de la présente invention. Cette boîte de vitesse 30 comporte : un moyen 325 de détection d'une vitesse de rotation du moteur, un moyen 330 d'émission d'une commande de changement d'un rapport de vitesse du moteur en fonction de la vitesse détectée, un moyen 305 de réception d'une commande de changement d'un rapport de vitesse d'un moteur, un moyen 310 de déplacement d'un piston dans un cylindre en fonction de la commande reçue, moyen 315 de changement de rapport de vitesse du moteur en fonction de la position du piston, un dispositif 20 de détection d'une position du piston dans le cylindre et un moyen 320 d'émission de la position du piston détectée. Le moyen de détection 325 d'une vitesse de rotation du moteur d'un véhicule est, par exemple, un circuit électronique configuré pour détecter une vitesse de rotation du moteur du véhicule en fonction d'un paramètre du moteur prédéterminé. Par exemple, cette vitesse de rotation du moteur peut être déterminée par un capteur électrique mesurant le passage d'un aimant à proximité d'un émetteur de champ magnétique. Le moyen d'émission 330 est, par exemple, un bus de signaux connectant un ordinateur de bord à la boîte 30 de vitesse du véhicule. Cet ordinateur de bord détermine, en fonction de la vitesse de rotation du moteur et du couple, quand un changement de couple du moteur du véhicule doit être réalisé. Lorsqu'un changement de vitesse, ou de couple, est déterminé, le moyen d'émission 330 émet une commande de changement de rapport de vitesse à la boîte de vitesse 30. Le moyen de réception 305 est, par exemple, un circuit électronique connecté au bus de signaux électroniques du moyen d'émission 330. Le moyen de déplacement d'un piston 310 est, par exemple, un moteur configuré pour déplacer le piston. Ce piston correspond au piston d'activation d'une boîte de vitesse automatique à double embrayage. En fonction du déplacement de ce piston, la pression dans un système hydraulique à huile varie. Le rapport de vitesse sélectionné est réalisé en fonction de cette pression. Le moyen de changement de rapport de vitesse 315 du moteur est, par exemple, un ensemble formé par une pompe 317 d'injection d'une huile sous pression et une série d'électrovannes 316. Chaque électrovanne 316 correspond à un rapport de vitesse différent et plus la pression de l'huile est entretenue par la position du piston d'activation, plus le rapport de vitesse sélectionné est élevé. Le dispositif 20 de détection d'une position du piston dans le cylindre correspond au dispositif 20 décrit en figure 2. Le moyen 320 d'émission de la position du piston détectée est, par exemple, un circuit électronique connecté à un bus de signaux électroniques configuré pour transmettre la position détectée à l'ordinateur de bord du véhicule. REVENDICATIONS1. Dispositif (20) de détection d'une position d'un piston (205) dans un conduit (210), caractérisé en ce qu'il comporte : une pièce (215) métallique en métal ferromagnétique associée à une partie du piston, au moins deux noyaux (10), globalement en forme de « U », en matériau ferromagnétique comportant deux branches (105) reliées entre elles par une base (110) positionnés le long du conduit de manière à ce que chaque base soit perpendiculaire au chemin parcouru par le piston, chaque noyau comportant : - autour de la base, une bobine (115) dite « d'excitation» et - une bobine (120) dite « de mesure » entourant les deux branches, un capteur (220) d'une tension électrique induite dans chaque bobine de mesure et un moyen (225) de détermination de la position de la pièce métallique en fonction de chaque tension électrique induite captée. 2. Dispositif (20) selon la revendication 1, dans lequel le conduit (210) est en matériau paramagnétique ou diamagnétique. 3. Dispositif (20) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel chaque noyau (10) est positionné à une extrémité différente du chemin parcouru par le piston (205). 4. Dispositif (20) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la pièce (215) métallique est positionnée sur la tête du piston (205). 5. Dispositif (20) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les dimensions de chaque noyau (10), de chaque bobine (115) d'excitation et de chaque bobine (120) de mesure sont respectivement identiques. 6. Dispositif (20) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les bobines (120) de mesure sont enroulées dans des sens opposés. 7. Dispositif (20) selon la revendication 6, dans lequel la position est déterminée par la comparaison entre une mesure d'une valeur représentative d'un courant électrique mesuré et une courbe obtenue par addition de la valeur représentative d'une tension électrique induite captée du premier noyau (10) à la valeur représentative d'une s tension électrique induite captée du deuxième noyau (10). 8. Dispositif (20) selon l'une des revendications 6 ou 7, dans lequel les bobines (120) de mesure forment conjointement un seul brin électrique. 10 9. Boîte (30) de vitesse à double embrayage, caractérisé en ce qu'elle comporte : un moyen (305) de réception d'une commande de changement d'un rapport de vitesse d'un moteur, un moyen (310) de déplacement d'un piston dans un cylindre en fonction de la commande reçue, 15 moyen (315) de changement de rapport de vitesse du moteur en fonction de la position du piston, un dispositif (20) de détection d'une position du piston dans le cylindre selon l'une des revendications 1 à 8 et un moyen (320) d'émission de la position du piston détectée. 20 10. Boîte (30) de vitesse selon la revendication 9, qui comporte : un moyen (325) de détection d'une vitesse de rotation du moteur et un moyen (330) d'émission d'une commande de changement d'un rapport de vitesse du moteur en fonction de la vitesse détectée.