Brevet FR3038686A1 — publié le 20170113

Dispositif de détection d'une position neutre d'une commande de vitesses d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile L'invention se rattache au secteur technique des boîtes de vitesses manuelles de véhicules automobiles. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de détection d'une position neutre d'une commande de vitesses et trouve une application avantageuse dans le cas d'une boîte de vitesses mécanique. D'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, le passage et la sélection des vitesses s'effectuent au moyen d'un levier de manoeuvre qui est articulé et accouplé, généralement au niveau de sa partie inférieure, à des éléments de commande interne de la boîte de vitesses, par exemple au moyen de câbles différents aptes à assurer, d'une part, le passage de vitesses et, d'autre part, la sélection des vitesses. Il est également connu de monter une masse d'inertie entre le câble de passage et la commande interne de la boîte de vitesses afin d'agrémenter le passage des vitesses. Différentes solutions ont été proposées pour détecter la position du levier afin de connaître ses déplacements et, par conséquent, sa position précise dans l'espace. Par exemple, le document FR 2.930.309, dont le demandeur de la présente est également titulaire, concerne un dispositif apte à donner des informations précises sur les différentes positions et les sens de déplacement du levier de commande. 3038686 2 Dans ce but, un capteur à effet Hall est monté sur une partie fixe du boîtier support où est articulé le levier, en regard d'un aimant porté par ledit levier, afin d'indiquer les différents déplacements et positionnements du levier, selon trois axes perpendiculaires x, y, z. 5 Cette solution donne entière satisfaction mais est assez complexe à mettre en oeuvre. Il a également été constaté certains cas de ruptures au niveau de la partie inférieure du levier de vitesses ou au niveau du câble relié à la masse d'inertie agencée à l'intérieur de la boîte de vitesses, de 10 manque de précision ou de vieillissement prématuré du levier de vitesse. L'un des objectifs est de pallier aux inconvénients de l'art antérieur en fournissant un dispositif permettant la détection d'une position neutre d'une commande de vitesse, de conception et mise en oeuvre simples, sûres 15 et rationnelles. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif présentant une précision optimale, et évitant les problèmes liés aux ruptures ou au vieillissement prématuré. Pour résoudre les problèmes précités, il a été conçu et mis au point un dispositif d'accompagnement de passage des vitesses dans une boîte de vitesses mécanique d'un véhicule intégrant un système de détection d'une position neutre de la commande de vitesses. D'une manière connue, le dispositif est monté entre une commande de vitesses et une commande interne de la boîte de vitesses et comprend un bras de levier entrainé en rotation autour d'un axe par ladite commande de 20 25 3038686 3 vitesses pour assurer concomitamment l'entrainement en rotation d'une masse d'inertie autour d'un axe. De cette manière, le dispositif comprend quatre pièces entrainées en 5 rotation, à savoir, l'axe du bras de levier, le bras de levier, l'axe de la masse d'inertie, et la masse d'inertie en tant que telle. Selon l'invention, le dispositif d'accompagnement de passage des vitesses comprend un organe de détection monté sur l'une des pièces 10 entrainées en rotation, de sorte à être déplaçable à l'encontre de moyens aptes à détecter lesdits déplacements et à envoyer des signaux électriques dans une unité de traitement pour détecter et indiquer au moins une position neutre de la commande de vitesses. 15 Ainsi, il a été mis au point un système de détection de la position neutre d'une commande interne d'une boîte de vitesses n'impliquant aucune modification structurelle du levier de vitesses ou de la commande interne de la boîte de vitesses. Ceci permet d'éviter les ruptures au niveau du levier de vitesses et du câble de passage. Le système de détection de la position 20 neutre consiste en un système rapporté dans le boîtier inertiel d'une boîte de vitesses, la conception est donc simple, sûre et rationnelle. La détection de la position neutre de la commande de vitesses s'effectue donc à l'intérieur du boîtier inertiel qui est positionné à l'entrée de la boîte de vitesses, de sorte que la détection est précise et moins sujette au vieillissement. 25 Selon différentes formes de réalisation de l'invention, l'organe de détection peut être monté soit sur la masse d'inertie, soit sur l'axe de rotation de la masse d'inertie, soit sur le bras de levier, soit sur l'axe de rotation du bras de levier. 3038686 4 La position neutre peut être détectée de plusieurs manières différentes. En effet, selon une première forme de réalisation, l'organe de détection est un aimant et les moyens aptes à détecter les déplacements sont 5 un capteur à effet Hall. Selon une autre forme de réalisation, l'organe de détection est un organe mécanique, tel qu'un chemin de came, agencé pour pousser et déplacer une sonde mécanique en fonction de la rotation de la pièce sur 10 laquelle ledit organe mécanique est monté, à l'encontre de moyens aptes à détecter les déplacements sous la forme d'un capteur à effet Hall, d'un capteur optique ou de commutateurs. Selon une autre forme de réalisation, l'organe de détection est une 15 pièce mécanique sous la forme d'un mur et les moyens aptes à détecter les déplacements sont un capteur optique. L'organe de détection peut également se présenter sous la forme d'au moins une piste électrique agencée pour fermer un interrupteur électrique 20 lors de la rotation de la pièce sur laquelle la piste électrique est agencée. Comme indiqué, l'invention trouve une application particulièrement avantageuse lorsque le véhicule est équipé d'un système connu sous le nom de « STOP AND START » associé à la boîte de vitesses manuelle. 25 Dans ce but, lorsque les moyens aptes à détecter les déplacements détecte une position de l'organe de détection correspondant à une position neutre de la commande de vitesses, et au bout d'un temps déterminé, un 3038686 5 signal électrique est envoyé à l'unité de traitement pour autoriser la coupure éventuelle de l'alimentation du moteur du véhicule. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures 5 des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique illustrant en perspective une première forme de réalisation d'un boîtier inertiel comprenant un système de détection de la position neutre ; la figure 2 est une vue schématique illustrant en perspective une 10 deuxième forme de réalisation d'un boîtier inertiel comprenant un système de détection de la position neutre ; la figure 3 est une vue schématique illustrant en perspective une troisième forme de réalisation d'un boîtier inertiel comprenant un système de détection de la position neutre ; 15 la figure 4 est une vue schématique illustrant en perspective une quatrième forme de réalisation d'un boîtier inertiel comprenant un système de détection de la position neutre ; la figure 5 est une vue schématique illustrant deux capteurs optiques et un mur à hauteur variable mis en oeuvre dans le 20 système de détection de la quatrième forme de réalisation ; la figure 6 est une vue schématique illustrant une cinquième forme de réalisation d'un boîtier inertiel comprenant un système de détection de la position neutre ; la figure 7 est une vue schématique illustrant des pistes 25 électriques mises en oeuvre dans le système de détection de la cinquième forme de réalisation. la figure 8 est une vue schématique illustrant en perspective une sixième forme de réalisation d'un boîtier inertiel comprenant un système de détection de la position neutre ; 3038686 6 la figure 9 est vue schématique illustrant un chemin de came mis en oeuvre dans le système de détection de la sixième forme de réalisation. 5 D'une manière bien connue de l'état de la technique, un dispositif d'accompagnement (1) de passage de vitesses est monté entre une commande de vitesse, telle qu'un câble (non représenté) assujetti à un levier (non représenté) de manoeuvre et de passage de vitesses, et une commande interne (non représentée) de la boîte de vitesses mécanique. Le dispositif 10 d'accompagnement (1) se présente sous la forme d'un ensemble indépendant et rapporté. Le dispositif (1) comprend un bras (2) articulé et agencé pour permettre l'accouplement du câble de passage et pour imprimer une vitesse 15 importante à une masse d'inertie (6), laquelle masse d'inertie (6) est apte à transmettre un mouvement d'accélération au niveau du bras de levier (2) pour faciliter et agrémenter le passage des vitesses. Le bras de levier (2) est solidaire d'un axe vertical (3) de rotation 20 monté par exemple dans une partie faisant office de carter de protection (4). Le bras de levier (2) présente une première partie (2a) comprenant des agencements d'accouplement, sous forme notamment d'une rotule (5) par exemple, avec le câble de passage et une deuxième partie (2b) présentant des agencements d'entraînement en rotation de la masse d'inertie (6). 25 Comme illustré aux figures 1 à 6, la première partie (2a) et la deuxième partie (2b) sont distinctes l'une de l'autre et sont rendues solidaires de l'axe de rotation (3). 3038686 7 La deuxième partie (2b) du bras de levier (2) comprend un secteur cranté (7) destiné à coopérer en position d'engrènement avec un pignon (8) solidaire d'un axe (9) d'entraînement en rotation de la masse d'inertie (6) (2). 5 De cette manière, l'entraînement angulaire du bras de levier (2) par rapport à l'axe (3) provoque, de manière concomitante par le secteur cranté (7), l'entraînement du pignon (8) et par conséquent de la masse d'inertie (6). 10 Ainsi, il ressort que quatre pièces, à savoir l'axe de rotation (3) du bras de levier (2), le bras de levier (2), l'axe de rotation (9) de la masse d'inertie (6), et la masse d'inertie (6), sont mobiles en rotation dans le dispositif d'accompagnement (1) de passage des vitesses, et notamment de 15 manière étanche dans le carter (4). Selon une caractéristique à la base de l'invention, le dispositif d'accompagnement (1) de passage des vitesses comprend un système de détection de la position neutre de la commande de vitesses comprenant un 20 organe de détection déplaçable à l'encontre de moyens aptes à détecter lesdits déplacements. Plus précisément, l'organe de détection est monté sur l'une des quatre pièces entrainées en rotation du dispositif d'accompagnement (1) de 25 passage des vitesses, de sorte à être déplaçable à l'encontre des moyens aptes à détecter lesdits déplacements qui sont également aptes à envoyer des signaux électriques dans une unité de traitement pour détecter et indiquer au moins la position neutre de la commande de vitesses. 3038686 8 A partir de ce concept de base, plusieurs formes de réalisation ont été mises en oeuvre par le Demandeur. Selon une première forme de réalisation illustrée à la figure 1, le 5 dispositif d'accompagnement (1) comprend par exemple une piste magnétique (10) en forme d'arc de cercle, agencée sur le bras de levier (2), et notamment sur la deuxième partie (2b) au niveau du secteur cranté (7). Un capteur de position (11), notamment à effet Hall, est agencé sur une partie du carter (4) en regard et au droit de la piste magnétique (10) et 10 détecte les changements de position de la piste magnétique (10) en détectant des changements d'intensité ou une rotation du champ magnétique. Des moyens de connexion (12) sont montés sur une partie du carter (4) pour connecter le capteur à effet Hall (11) à une unité de traitement (non représentée) qui reçoit des signaux électriques permettant de détecter et 15 d'indiquer au moins la position neutre de la commande de vitesses. En effet, il suffit d'étalonner le système de détection pour connaitre la mesure du capteur (11) lorsque la commande de vitesses est en position neutre pour pouvoir ensuite détecter cette position neutre lors du passage des vitesses. Par exemple, une fonction de transfert peut être utilisée pour renvoyer un 20 signal en tant que fonction de la position. Le signal de sortie du capteur (11) peut être un signal électrique dont la tension est comprise entre 10 et 45% pour un rapport engagé, entre 45 et 55% pour la position neutre et entre 55 et 90% pour un nouveau rapport engagé de l'autre côté. 25 Dans cette même configuration de capteur à effet Hall (11) agencé sur une partie du carter (4) et selon une deuxième forme de réalisation illustrée à la figure 2, un aimant cylindrique (13) avec des pôles agencés latéralement est disposé sur l'axe de rotation (9) de la masse d'inertie (6) et coaxialement audit axe (9). Le capteur à effet Hall (11) mesure ainsi la 3038686 9 rotation du champ magnétique et, de la même manière, le capteur (11) envoie des signaux électriques à une unité de traitement permettant de détecter et d'indiquer au moins la position neutre de la commande de vitesses. 5 La figure 3 illustre une troisième forme de réalisation similaire à celle de la figure 2 à l'exception que l'aimant cylindrique (13) est disposé sur l'axe de rotation (3) du bras de levier (2) et coaxialement à celui-ci, avec le capteur (11) disposé au droit et en regard dudit aimant cylindrique 10 (13). Selon une quatrième forme de réalisation illustrée à la figure 4, le capteur mis en oeuvre est au moins un capteur optique (14), par exemple du type à fourches (14a), agencé sur une partie du carter (4) en regard et au 15 droit de la deuxième partie (2b) du bras de levier (2) sur lequel est agencé au moins une pièce mécanique sous la forme d'un mur (15) déplaçable pour venir entre les fourches (14a) dudit capteur optique (14) et modifier le signal que ledit capteur (14) envoie à l'unité de traitement. L'unité de traitement traite le signal et détecte et indique la position neutre de la 20 commande de vitesses. Tel qu'illustré aux figures 4 et 5, le levier peut comprendre trois murs (15), chacun apte, lors de la rotation du bras de levier (2), à passer entre les fourches (14a) d'un capteur optique (14). Les signaux envoyés par 25 les capteurs (14) et traités par l'unité de traitement permettent de pouvoir indiquer plusieurs positions de la commande de vitesses, dont la position neutre, et avec plus de précision. Par exemple, les signaux de sortie générés et envoyés à l'unité de traitement sont fonction de la détection des murs (15). Par exemple la détection d'un premier mur (15) correspond à un 3038686 10 rapport engagé de la commande de vitesses, la détection d'un deuxième mur (15) correspond à la position neutre de la commande de vitesses et la détection d'un troisième mur (15) correspond à un nouveau rapport engagé de l'autre côté. 5 Les figures 6 et 7 illustrent une cinquième forme de réalisation dans laquelle l'organe de détection se présente, par exemple, sous la forme d'au moins une piste électrique (16) agencée sur la deuxième partie (2b) du bras de levier (2) et apte, lors de la rotation dudit bras de levier (2) jusqu'à une 10 position correspondant à la position neutre de la commande de vitesses, à fermer un interrupteur électrique (17) agencé sur une partie du carter (4) en regard et au droit de ladite piste électrique (16). De la même manière, plusieurs pistes électriques (16) peuvent être agencées sur le bras de levier (2), pour chacune fermer un interrupteur (17) à des positions différentes sur 15 bras de levier (2), correspondant à des positions différentes de la commande de vitesses dont la position neutre. Le signal envoyé par le ou les interrupteurs électriques (17) permet à l'unité de traitement de détecter et d'indiquer la position neutre de la commande de vitesses. 20 Une sixième forme de réalisation illustrée à la figure 8 consiste en un organe mécanique (18), tel qu'un chemin de came par exemple, agencé sur la partie (2b) du bras de levier (2) ou sur la masse d'inertie (6). Ledit organe mécanique (15) est apte à pousser et à déplacer, lors de 25 la rotation du bras de levier (2) ou de la masse d'inertie (6), une sonde mécanique (19) qui vient à l'encontre de moyens aptes à détecter les déplacements tels qu'un capteur à effet Hall (11), un capteur optique, ou un ou plusieurs commutateurs. La sonde mécanique (19) est, par exemple, agencée sur une partie du carter (4), au droit et en regard de l'organe 3038686 11 mécanique (18). La sonde mécanique (19) peut traverser ledit carter (4) et coopérer avec un capteur (11) agencé en dehors dudit carter (4). Le signal envoyé par le capteur (11) est reçu et traité par l'unité de traitement afin de détecter et d'indiquer la position neutre de la commande de vitesses. La 5 figure 9 illustre en détail et d'une manière schématique le déplacement de la sonde (19) en fonction du mouvement de l'organe mécanique (18). Le déplacement de la sonde (19) peut être mesuré par capteur à effet hall (11), par un capteur optique, ou par des contacteurs électriques. 10 D'autres capteurs et organes de détection peuvent être utilisés pour détecter la position neutre de la commande de vitesses. L'essentiel de l'invention réside dans le fait que l'organe de détection soit agencé sur une partie en rotation à l'intérieur du boîtier inertiel de la boîte de vitesses mécanique. 15 L'invention trouve une application particulière lorsque le véhicule est équipé d'un système « STOP AND START » associé à la boîte de vitesses manuelle. Ainsi, lorsque l'unité de traitement détecte la position neutre de la commande de vitesse, et au bout d'un temps prédéterminé 20 celle-ci autorise la coupure éventuelle de l'alimentation du moteur du véhicule. Il ressort de ce qui précède que l'invention fournit un dispositif d'accompagnement (1) de passage des vitesses qui intègre un système de 25 détection de la position neutre de la commande de vitesses, consistant en un système rapporté, de conception simple, sûre et rationnelle. La détection de la position neutre de la commande de vitesses s'effectue donc à l'intérieur du boîtier inertiel qui est positionné à l'entrée de la boîte de vitesses, de sorte que la détection est précise, fiable et moins sujette au vieillissement. 30 REVENDICATIONS1. Dispositif d'accompagnement (1) de passage des vitesses dans une boîte de vitesses mécanique d'un véhicule, ledit dispositif (1) étant monté entre une commande de vitesses et une commande interne de la boîte de vitesses et comprend un bras de levier (2) entrainé en rotation autour d'un axe (3) par ladite commande de vitesses pour assurer concomitamment l'entrainement en rotation d'une masse d'inertie (6) autour d'un axe (9), caractérisé en ce qu'il comprend un organe de détection (10, 13, 15, 16, 18) monté sur une pièce (2, 3, 6, 9) entrainée en rotation du dispositif d'accompagnement (1) de passage des vitesses, de sorte à être déplaçable à l'encontre de moyens (11, 14, 17) aptes à détecter lesdits déplacements et à envoyer des signaux électriques dans une unité de traitement pour détecter et indiquer au moins une position neutre de la commande de vitesses. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de détection (13) est monté sur l'axe de rotation (9) de la masse d'inertie (6). 3. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de détection (10, 15, 16, 18) est monté sur le bras de levier (2). 4. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de détection (13) est monté sur l'axe de rotation (3) du bras de levier (2). 5. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de détection (10, 13, 15, 16, 18) est monté sur la masse d'inertie (6). 3038686 13 6. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de détection est un aimant (13) et les moyens aptes à détecter les déplacements sont un capteur à effet Hall (11). 5 7. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de détection est un organe mécanique (18) agencé pour pousser et déplacer une sonde mécanique (19) en fonction de la rotation de la pièce (2, 3, 6, 9) sur laquelle ledit organe mécanique est monté, à l'encontre de moyens aptes à détecter les déplacements sous la 10 forme d'un capteur à effet Hall, d'un capteur optique, ou de commutateurs. 8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de détection est une pièce mécanique (15) sous la forme d'un mur et les moyens aptes à détecter les déplacements sont 15 un capteur optique (14). 9. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de détection est au moins une piste électrique (16) agencée pour fermer un interrupteur électrique (17) lors de la rotation 20 de la pièce (2, 3, 6, 9) sur laquelle la piste électrique (16) est agencée.