Brevet FR3036764A1 — publié le 20161202

DISPOSITIF DE MESURE DU REGIME D'UN ARBRE ROTATIF, PAR EXEMPLE D'UN ARBRE PRIMAIRE DE BOÎTE DE VITESSES DE VEHICULE. [0001] L'invention porte sur un dispositif de mesure du régime d'un arbre rotatif, en particulier mais non exclusivement d'un arbre primaire de boîte de vitesses d'un véhicule. Elle concerne aussi un véhicule, en particulier un véhicule automobile, dont la boîte de vitesses comporte un tel dispositif de mesure du régime de l'arbre primaire de sa boîte de vitesses. [0002] Les dispositifs connus de mesure du régime d'un arbre rotatif utilisent, le plus souvent, au moins un capteur de vitesse, dont la partie sensible, dite « partie active » dans la suite du texte, est coaxiale à la partie dite « de connectique », qui relie le capteur de vitesse aux pièces, organes ou calculateurs, qui reçoivent et traitent les informations données par le capteur. [0003] Ces capteurs de vitesse lisent une pièce mécanique solidaire en rotation avec l'arbre rotatif dont on mesure la vitesse de rotation, ou bien solidaire en rotation d'un composant en prise constante (en rotation) avec cet arbre rotatif. Cette pièce mécanique est appelée « cible » de l'arbre rotatif dont on mesure le régime. [0004] Ces capteurs de vitesse sont, le plus souvent, des capteurs magnétiques, dont la partie active, qui est constituée notamment d'une bobine de fil, d'une pièce polaire et d'un aimant, mesure les variations de flux magnétique générées par la cible afin de délivrer un signal électrique, d'amplitude et de fréquence variables, pour déterminer la vitesse de rotation de l'arbre rotatif. [0005] On connaît des exemples d'application de ces capteurs de vitesse à la mesure de la vitesse de rotation d'un arbre de boîte de vitesses de véhicule automobile. [0006] A titre d'exemple, le document EP 1 150 041 B1 décrit un dispositif de changement de vitesse, qui comprend une boîte de vitesses mécanique, une commande de changement de vitesse, une commande de transmission servant à piloter la commande de changement de vitesse, et plusieurs capteurs magnétiques parmi lesquels un capteur 3036764 2 de régime d'arbre de la boîte de vitesses, qui est positionné sur le bord du carter de cette boîte de vitesses. [0007] A titre d'exemple également, le document EP 0 943 844 B1 décrit un procédé de commande de l'enclenchement d'une vitesse sélectionnée dans le cas d'une boîte de 5 vitesses, dans lequel des mesures de la vitesse de l'arbre primaire de la boîte de vitesses sont réalisées par des capteurs de vitesse situés à l'entrée et à la sortie de la boîte. [0008] Il arrive que l'implantation de tels capteurs de vitesse soit rendue difficile, voire impossible, du fait de la présence de pièces ou organes mécaniques dans la proximité immédiate de l'arbre rotatif dont on mesure le régime ou bien dans la proximité de la cible 10 permettant de mesurer ce régime. [0009] Le but de la présente invention est de surmonter cette difficulté et de fournir, à cette fin, un dispositif de mesure du régime d'un arbre rotatif, dont la structure géométrique permette de s'affranchir des contraintes de proximité évoquées ci-dessus. [0010] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif de mesure, qui 15 puisse être monté sans difficultés dans un environnement contraignant, qui puisse être aisément accessible, notamment pour des raisons de maintenance ou de remplacement du dispositif. [0011] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un dispositif de mesure de régime d'un arbre rotatif, constitué d'un capteur de mesure de vitesse, qui 20 présente une partie active proche d'une cible solidaire en rotation de l'arbre rotatif, une partie de centrage permettant le centrage du capteur en vue de sa fixation sur une pièce fixe en regard de la cible et une partie de connectique. Dans ce dispositif de mesure, nouveau, la partie active du capteur n'est pas coaxiale à la partie de centrage, mais désaxée par rapport à cette dernière, de façon à s'affranchir des contraintes de 25 l'environnement de la cible, notamment de la présence d'organes mécaniques situés dans la proximité de cette dernière. [0012] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, la partie active du capteur est reliée à la partie de centrage du capteur par une partie intermédiaire et cette partie active est désaxée par rapport à ladite partie intermédiaire, cette dernière étant elle-même désaxée par rapport à la partie de centrage du capteur. 3036764 3 [0013] La partie de centrage du capteur peut avantageusement être de forme cylindrique et être destinée à être insérée dans un alésage cylindrique correspondant de la pièce fixe en regard de la cible. [0014] De préférence, la longueur axiale de la partie de centrage du capteur est de 5 l'ordre ou voisine de 1,5 fois le diamètre de cette partie de centrage. [0015] Avantageusement, le capteur de mesure de vitesse peut être un capteur magnétique, de type à effet Hall. [0016] Selon un exemple particulier de réalisation de la présente invention, non limitatif de l'objet et de la portée de cette dernière, l'arbre rotatif dont on mesure le régime est 10 l'arbre primaire d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile, et la pièce fixe, sur laquelle est centré en vue de sa fixation le capteur de mesure de vitesse, est le carter de la boîte de vitesses du véhicule. [0017] De préférence, dans cet exemple de réalisation, la cible est la denture d'un pignon solidaire en rotation de l'arbre primaire de boîte de vitesses. 15 [0018] La présente invention a aussi pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comporte un dispositif de mesure du régime de l'arbre primaire de sa boîte de vitesses, et ce dispositif de mesure est conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. [0019] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la 20 description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : [0020] - la figure 1 est une vue en coupe, schématique, illustrant le principe du dispositif de mesure du régime d'un arbre primaire de boîte de vitesses d'un véhicule automobile, selon la présente invention, 25 [0021] - la figure 2 est une vue en coupe, schématique, illustrant l'un des problèmes posés dans l'implantation d'un dispositif de mesure de régime d'un arbre primaire de boîte de vitesses, [0022] - la figure 3 est une vue en coupe, schématique, illustrant, un exemple de réalisation du dispositif de mesure de régime selon la présente invention, qui permet de 30 résoudre le problème illustré sur la figure 2, et 3036764 4 [0023] - la figure 4 est une vue en coupe, schématique, illustrant une variante de réalisation du dispositif de mesure selon la présente invention, dans laquelle le capteur de mesure réalise une détection, non plus radiale mais axiale, du pignon cible de l'arbre rotatif dont on mesure le régime. 5 [0024] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, de manière très schématique, un arbre rotatif A, qui, dans le présent exemple de réalisation, est l'arbre primaire de la boîte de vitesses d'un véhicule automobile. Cet arbre rotatif A est relié, de manière classique, au vilebrequin par l'intermédiaire de l'embrayage et tourne, ainsi, à la même vitesse que le moteur du véhicule. 10 [0025] La référence 20 désigne le carter de la boîte de vitesses du véhicule, représentée partiellement autour d'un pignon, de référence générale 1, monobloc avec l'arbre rotatif A. [0026] Conformément à l'objet de la présente invention, il est prévu un dispositif de mesure du régime de l'arbre rotatif A. Ce dispositif mesure la vitesse de rotation du pignon 15 1, solidaire en rotation de l'arbre rotatif A, en utilisant comme cible la denture du pignon 1. En d'autres termes, la denture du pignon 1 constitue la cible de la mesure de régime de l'arbre rotatif A. [0027] A titre d'exemple, cette vitesse mesurée peut être la vitesse d'entrée de boîte de vitesses, qui est adressée, sous forme d'un signal de type sinusoïdal à fréquence et 20 amplitude variables, au calculateur de boîte de vitesses manuelle pilotée afin de gérer différentes actions, telles que la détermination du glissement de l'embrayage, le pilotage de la butée d'embrayage, le contrôle de la fin de synchronisation d'un rapport de vitesse, etc. [0028] Ce dispositif de mesure est constitué par un capteur de mesure de vitesse, de 25 référence générale 10. Le capteur 10 est un capteur actif, de type magnéto résistif ou à effet Hall composé de plusieurs parties, qui sont les suivantes : [0029] - une partie active 12, proche du pignon 1, sensiblement en face de ce dernier, c'est-à-dire de la cible, cette partie active 12 comportant notamment, de façon classique, un aimant, une tige polaire, une bobine et un entrefer, 30 [0030] - une partie de centrage 14, qui permet le centrage du capteur 10 en vue de sa fixation sur le carter 20 en regard de la cible formée par la denture du pignon 1, et 3036764 5 [0031] - une partie de connectique 16, qui fait saillie externe du carter 20, et qui permet l'envoi et le traitement des informations électriques données par la partie active 12 du capteur 10 vers le calculateur de boîte de vitesses, par exemple. [0032] Les signaux de mesure enregistrés par la partie active 12 du capteur sont 5 transmis à la partie de connectique 16 par des conducteurs électriques (non représentés). [0033] Le capteur 10, qui est centré par sa partie de centrage 14 sur le carter 20, est ensuite fixé sur le carter par au moins une vis de fixation destinée à être vissée dans un alésage fileté 23 du carter 20. [0034] La partie de centrage 14 est de forme cylindrique et est destinée à être insérée 10 dans un alésage cylindrique 21 correspondant de la pièce fixe 20. De plus, la longueur axiale « I » de cette partie de centrage 14 est de l'ordre ou voisine de 1,5 fois le diamètre « D » de cette dernière. [0035] Conformément au principe de la présente invention, la partie active 12 du capteur est désaxée par rapport à la partie de centrage 14 du capteur, c'est-à-dire que la partie 15 active 12 n'est pas coaxiale avec la partie de centrage 14. [0036] De façon générale, dans le présent texte, un premier élément est dit « désaxé » par rapport à un second élément, si l'axe de ce premier élément n'est plus confondu avec l'axe du second élément, en d'autres termes si les deux axes, du premier et du second éléments, sont décalés l'un par rapport à l'autre, c'est-à-dire distants l'un de l'autre. 20 [0037] Comme illustré sur le dessin de la figure 1, si la partie active 12 du capteur 10 était coaxiale avec la partie de centrage 14 du capteur 10, le montage de ce dernier ne serait pas possible, parce que cette partie active 12 du capteur 10 viendrait alors en butée contre le pignon 2 immédiatement au-dessus du pignon cible 1. Ainsi, le désaxage selon le principe de l'invention permet de rendre possible le montage et la lecture de la denture 25 cible 1, alors que cela serait impossible avec un capteur de structure et de forme conventionnelles, « uni axiale ». [0038] Un autre avantage du désaxage des parties constitutives du capteur 10 est illustré par les dessins des figures 2 et 3. [0039] En référence au dessin de la figure 2, on a illustré, de manière schématique, le 30 problème posé dans l'implantation d'un moyen de mesure du régime d'un arbre primaire 3036764 6 de boîte de vitesses de véhicule, désigné également arbre rotatif A dans la suite du présent texte. [0040] La partie active 12' du capteur de vitesse 10', qui est face au pignon cible 1 solidaire en rotation de l'arbre rotatif A, est coaxiale à sa partie de connectique 16'. Un 5 dégagement est prévu dans le carter 20 pour loger cette partie de connectique 16', mais ce logement fragilise la structure du carter 20 de la boîte de vitesses en laissant une épaisseur de carter « e » très faible (figure 2). [0041] Pour surmonter cette difficulté, comme représenté schématiquement sur le dessin de la figure 3, on a recours à un capteur de vitesse selon la présente invention, du type 10 décrit précédemment en référence au dessin de la figure 1. Un tel capteur 10 présente une partie de connectique 16, qui est désaxée par rapport à sa partie active 12. Grâce au désaxage selon l'invention, dans cet arrangement de la figure 3, le carter 20 de la boîte de vitesses peut conserver, au voisinage du capteur de vitesse 10, une épaisseur « E » (figure 3) suffisante pour ne pas modifier la solidité du carter 20, la tenue mécanique et 15 l'étanchéité de la boîte de vitesses. . [0042] Dans l'exemple représenté schématiquement sur le dessin de la figure 3, il y a deux désaxages des parties constitutives du capteur 10. La partie active 12 est reliée à la partie de centrage 14 du capteur par une partie intermédiaire 13, la partie active 12 étant désaxée par rapport à la partie intermédiaire 13 (premier désaxage), elle-même désaxée 20 par rapport à la partie de centrage 14 (second désaxage). [0043] Dans les figures 1, 2 et 3, la partie active 12 du capteur 10 permet, par sa forme et sa position, une détection radiale de la denture du pignon 1, c'est-à-dire selon la direction des rayons du pignon. [0044] En référence au dessin de la figure 4, on a représenté une variante de réalisation 25 de l'invention, dans laquelle la forme et la position de la partie active 12 du capteur permet une détection axiale de la denture du pignon 1, cible de la mesure de régime de l'arbre rotatif A. Cette détection axiale se fait selon la direction longitudinale de l'axe de rotation du pignon. [0045] On notera que les pièces et parties de pièce de la figure 4, qui sont identiques ou 30 similaires aux pièces et parties de pièce de la figure 1, sont désignées par les mêmes références numériques. Ainsi, comme dans le mode de réalisation de l'invention décrit 3036764 7 précédemment en référence aux figures 1 à 3, le capteur de la figure 4 est composé d'une partie active 12, proche du pignon 1, d'une partie de centrage 14, qui permet le centrage du capteur et sa fixation sur le carter 20, d'une partie de connectique 16, qui fait saillie externe du carter 20, et d'une partie intermédiaire 13, qui est située entre la partie active 5 12 et la partie de centrage 14 du capteur. [0046] Il importe de noter également que la pièce fixe 20, sur laquelle est centré en vue de sa fixation le capteur 10, peut être, selon des variantes de réalisation de l'invention, une pièce différente du carter de la boîte de vitesses, comme par exemple un carter d'embrayage ou un autre type de carter, voire même un couvercle fixé sur un carter. 10 [0047] Le dispositif de mesure du régime d'un arbre rotatif, tel que décrit ci-dessus et appliqué, à titre d'exemple, à la mesure du régime de l'arbre primaire de la boîte de vitesses d'un véhicule, présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : [0048] - il permet de s'affranchir des contraintes de proximité évoquées ci-dessus, en 15 assurant un décalage suffisant pour ne pas parasiter la lecture magnétique du capteur de vitesse par une masse métallique proche de la cible, [0049] - il permet, du fait également de ce décalage, de conserver, au voisinage du capteur, une épaisseur suffisante de matière dans le carter de la boîte de vitesses pour la solidité de ce dernier et l'étanchéité de la boîte de vitesses, 20 [0050] - il permet la mesure de régime quel que soit le rapport de vitesse engagé, [0051] - il est sans impact sur la longueur de la boîte de vitesses, et [0052] - il permet d'assurer un remplacement aisé du capteur, ergonomique, relativement rapide, et par conséquent économique. REVENDICATIONS: 1. Dispositif de mesure du régime d'un arbre rotatif, constitué d'un capteur de mesure de vitesse (10), qui présente une partie active (12) proche d'une cible (1) solidaire en rotation de l'arbre rotatif (A), une partie de centrage (14) permettant le centrage du capteur (10) en vue de sa fixation sur une pièce fixe (20) en regard de la cible (1) et une partie de connectique (16), ledit dispositif de mesure étant caractérisé en ce que la partie active (12) du capteur est désaxée par rapport à la partie de centrage (14), de façon à s'affranchir des contraintes de l'environnement de la cible (1), notamment de la présence d'organes mécaniques situés dans la proximité de cette dernière. 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie active (12) est reliée à la partie de centrage (14) du capteur par une partie intermédiaire (13) et en ce que cette partie active (12) est désaxée par rapport à ladite partie intermédiaire (13), elle-même désaxée par rapport à la partie de centrage (14) du capteur (10). 3. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie de centrage (14) est de forme cylindrique et est destinée à être insérée dans un alésage cylindrique (21) correspondant de ladite pièce fixe (20) en regard de la cible (1). 4. Dispositif de mesure selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur axiale (« I ») de la partie de centrage (14) du capteur (10) est de l'ordre ou voisine de 1,5 fois le diamètre (« D ») de cette partie de centrage (14). 5. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capteur (10) de mesure de vitesse est un capteur magnétique. 6. Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'arbre rotatif (A) est l'arbre primaire d'une boîte de vitesses d'un véhicule, et en ce que ladite pièce fixe (20), sur laquelle est centré en vue de sa fixation le capteur (10), est le carter de la boîte de vitesses. 7. Dispositif de mesure selon la revendication 6, caractérisé en ce que la cible (1) est la denture d'un pignon solidaire en rotation de l'arbre primaire de boîte de vitesses (A). 3036764 9 8. Véhicule, en particulier véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de mesure du régime d'un arbre rotatif (A), et en ce que ce dispositif de mesure est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7. 5