Brevet FR3084127A1 — publié le 20200124

Description Titre de l'invention : DISPOSITIF DE DETECTION DE POSITIONS D'UNE COMMANDE INTERNE DE BOITE DE VITESSES [moi La présente invention se rapporte à la commande interne des boîtes de vitesses à arbres parallèles. [0002] Plus précisément, elle a pour objet un dispositif de détection de positions d'une commande interne de boîte de vitesses à arbres parallèles, comportant un organe de sélection rotatif qui porte une cible mobile, coopérant avec un capteur fixe sur la boîte, pour détecter la position de sélection de l'organe rotatif, parmi au moins trois positions angulaires de sélection distinctes. [0003] L'invention a également pour objet un dispositif de commande interne de boîtes de vitesses à arbres parallèles, comportant un organe de sélection mobile en rotation et un organe de passage mobile en translation, muni d'un tel dispositif de détection de positions. [0004] Dans une boîte de vitesses à arbres parallèles, ou boîte de vitesses mécanique, l'engagement d'une vitesse est provoqué par le déplacement axial, d'un baladeur, qui vient rendre solidaire en rotation un pignon fou, et l'arbre autour duquel il tourne. L'engagement d'une vitesse s'effectue sur la ligne de vitesses sélectionnée. [0005] Les moyens mécaniques de sélection et d'engagement des vitesses, sont géné- ralement regroupés au sein d'un dispositif de commande interne, comportant par exemple un organe de sélection, tel qu'une clef de sélection et d'inter-verrouillage, qui tourne autour d'un axe de commande entre au moins deux positions de sélection, séparées par une ligne neutre. [0006] Lorsque les changements de vitesses sont commandés par des actionneurs, il est né- cessaire de connaître de manière précise, fiable, et répétitive, la position angulaire de la clef de sélection, et de détecter ses changements de position. [0007] Si par exemple, deux lignes de vitesses sont espacées angulairement de 15 degrés, on doit pouvoir identifier dans cet espace trois plages angulaires consécutives de cinq degrés : - une première position de sélection de ligne de vitesses entre 0 et. 5 degrés, - une position intermédiaire (neutre) entre 5 et 10 degrés, et - une deuxième position de sélection de ligne de vitesse entre angulaire comprise entre 10 et 15 degrés. [0008] Pour détecter les positions angulaires d'une clef de sélection, on peut utiliser une cible magnétique portée par un porte-cible solidaire de la clef, et un capteur fixe, par I exemple du type à effet Hall, agencé à l'extérieur du carter. [0009] Un tel agencement est décrit et représenté dans le document FR-À1-3.044.065. Sa précision est comprise entre plus ou moins 2 degrés d'angle. [0010] Pour détecter trois plages consécutives d'environ 5 degrés chacune, ce niveau de précision est insuffisant. Il peut aboutir à des refus de passage à proximité des positions à de transition entre les plages. [0011] L'invention vise à obtenir l'information de position angulaire de l'organe de sélection, de manière précise, fiable et répétitive. [0012] Dans ce but, elle propose que le capteur porte un piston se déplaçant sous la poussée de la cible sur une course de rétraction linéaire, où sont identifiées plusieurs portions adjacentes correspondant à des positions angulaires successives de sélection, d'un organe rotatif. [0013] De préférence, la course du piston entre sa position étendue et sa position rétractée comporte trois portions correspondant respectivement à une première position de sélection de ligne de vitesses, une position neutre sans sélection de ligne de vitesses, et une deuxième position de sélection de ligne de vitesses. [0014] Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le capteur de position envoie à une unité de contrôle de la boîte de vitesses : - un premier signal de sélection autorisant le passage des vitesses sur une première ligne de vitesses, lorsque le piston est complètement rétracté, - un deuxième signal de détection, d'une position intermédiaire entre deux lignes de vitesses, lorsque le piston est à mi-course, et - un troisième signal, de sélection autorisant le passage des vitesses sur une deuxième ligne de vitesses, lorsque le piston est complètement sorti. [0015] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : [0016] [fig.l] est une vue en perspective, d'un dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses, qui intègre un agencement de détection selon l'invention. [0017] [fig.1A] est une première vue de détail de [Fig.1]. [0018] [fig.1B] est une deuxième vue de détail de [Fig.1]. [0019] [fig.2] montre la cote d'indexation du capteur et de la cible. [0020] [fig.3A] illustre une première position de fonctionnement du dispositif. 3 [0021] [fig.3B] illustre une deuxième position de fonctionnement du dispositif [0022] [fig.3C] illustre une troisième position de fonctionnement du dispositif [0023] La commande interne 1 de boîte de vitesses à arbres parallèles, illustrée par les figures comporte un organe de sélection 2 mobile en rotation et au moins un organe de passage mobile en translation, ainsi qu'un dispositif de détection de positions conforme à l'invention. [0024] [fig.1] représente une commande interne 1 de boîte de vitesses à arbres parallèles, avec un organe rotatif de commande 2, ou clef de sélection, assurant la sélection des lignes de vitesses. L'organe rotatif 2 tourne dans les deux sens autour d'un axe de commande 3, (horizontal dans l'exemple de réalisation décrit), pour sélectionner ou désélectionner les lignes de vitesses. L'axe 3 est monté dans des portions opposées du carter de boîte 4. La clef 2 peut occuper plusieurs positions angulaires de sélection, autour de l'axe 3, y compris une position « neutre », où aucune ligne de vitesses n'est sélectionnée. [0025] Le passage de différents rapports, dans une ligne de sélection préalablement sé- lectionnée, est assuré par l'un ou l'autre de deux doigts radiaux de passage 5a et 5h, qui tournent dans les dcux sens et se déplacent axialement avec la clef 2. Dans une première position de sélection, le premier doigt 5a est reçu dans un crabot 6a relié, de manière connue, à une première ligne de pignons de la boîte de vitesses. Le deuxième doigt 5b est alors dégagé hors d'un deuxième crabot 6b lui-même relié, de manière connue, à une deuxième ligne de pignons de la boîte de vitesses. [0026] Sous l'action d'un actionneur électromagnétique commandé (non représenté), l'organe 2 pivote angulairement depuis sa première position angulaire de sélection vers sa deuxième position angulaire de sélection. Le premier bras de passage 5a est alors dégagé du premier crabot, tandis que, le deuxième bras de passage 5b, s'engage est engagé dans le deuxième crabot 6b. Enfin, l'agencement peut comprendre une clef d'inter-verrouillage (non représentée) tournant avec la clef de sélection 2, qui comporte par exemple deux blocs de verrouillage (non représentés), dont chacun coopère alternativement avec son crabot associé pour le bloquer, lorsque la ligne de sélection correspondante n'est pas sélectionnée. [0027] [fig.1] et [Fig. 3A] illustrent la première position angulaire de sélection A de la commande. Elle est déterminée par un bras radial 7, appartenant à la clef de sélection 2. Dans cette position, le bras 7 est en appui contre une butée 4a du carter 4. [0028] [fig.3B] et [Fig. 3C] illustrent l'organe rotatif de sélection 2 qui est entraîné en rotation par 4 l'actionneur dans le sens S. La clef 2 est rappelée élastiquement vers la position A par un moyen élastique de rappel 8, coopérant avec le bras 7, lorsqu'elle est entraînée en rotation par l'actionneur dans le sens S, à l'écart de la position A. Le moyen de rappel est constitué dans cet exemple, par un ressort à fil 8 entourant le bras 7. [0029] [fig.3A] montre la position A. L'actionneur est au repos. L'organe rotatif 2 est dans une première position de sélection. [Fig. 3A] l'actionneur est commandé. Il provoque la rotation de l'organe 2 dans le sens S. [Fig. 3B], il est dans sa position angulaire intermédiaire B. [Fig. 3C], il est dans sa deuxième position angulaire de sélection. [0030] Lorsque l'on interrompt la commande et l'alimentation électrique de l'actionneur, la clef 2 est rappelée élastiquement sous charge par le ressort de rappel 8, vers sa première position angulaire A. [0031] Lc dispositif de détection de positions de la commande interne 1, est associé à l'organe de sélection rotatif 2. Le bras 7 présente une face d'appui usinée 7a, portant la cible 7b. La cible 7h coopère avec un capteur 9 fixe sur la boîte, pour détecter la position de sélection de l'organe rotatif 2. La détection s'effectue parmi au moins trois positions angulaires de sélection distinctes. Le capteur 9, constitué notamment par un contacteur hi-fonction, est vissé dans le carter 4 fait face à la cible. Le capteur 9 comporte à son extrémité un piston 9a, avec une extrémité arrondie, qui vient prendre appui sur la face 7a au niveau de la cible 7h. Le piston 9a se rétracte sous la poussée de la cible 7b, sur une course linéaire où l'on peut identifier plusieurs portions adjacentes. Ces poilions sont associées par l'unité de calcul de la commande, à des positions angulaires successives de sélection, de l'organe rotatif 2. [0032] La course du piston 9a entre sa position rétractée et sa position étendue, comporte trois portions correspondant respectivement à une première position de sélection de ligne de vitesses (A), une position neutre(B) sans sélection de ligne de vitesses, et une deuxième position de sélection de ligne de vitesses (C). [0033] [fig.3A] , la clef 2 est représentée en position de sélection de la première ligne de vitesses. Le piston 9a est complètement rétracté. Lorsque le capteur 9 détecte la proximité de la face d'appui 7a, il envoie à l'unité de contrôle de la commande interne de vitesses, un premier signal pour autoriser le passage des vitesses de la première ligne. [0034] [fig.3B] , la clef 2 est en position intermédiaire entre les deux lignes de vitesses. Le piston 9a est à mi-course. Lorsqu'il détecte la présence de la clef dans la partie intermédiaire de sa course, le capteur 9 envoie un deuxième signal à l'unité de contrôle, pour interdire tout passage de vitesses sur les deux lignes. [0035] [fig.3C] , l'organe de sélection 2, est en position pour engager la ligne de passage 2. Le piston 9a est totalement sorti, sans contact avec la face d'appui 7a. Le capteur 9 envoie un troisième signal, pour autoriser le passage des vitesses de la deuxième ligne. [0036] En résumé, le capteur 9 envoie à une unité de contrôle les trois signaux suivants : - un premier signal de sélection autorisant le passage des vitesses sur une première ligne de vitesses, lorsque le piston 8a est complètement rétracté, - un deuxième signal de détection, d'une position intermédiaire entre deux lignes de vitesses lorsque le piston 9a est à mi-course, et - un troisième signal, de sélection autorisant le passage des vitesses sur une deuxième ligne de vitesses, lorsque le piston 9a est complètement sorti. [0037] Lc troisième signal est émis de préférence, lorsque le piston Ra a perdu le contact avec la cible 7h. [0038] Lc deuxième signal interdit tout passage de vitesses sur les deux lignes de vitesses. [0039] Lc premier signal peut être émis uniquement lorsque piston 8a est complètement rétracté, et que le capteur 8 détecte la proximité de la cible 7ha. [0040] La position exacte de la zone de contact entre le piston 9a et la face d'appui 7a sur le bras 5, est indiquée sur la figure 2, par la cote d'indexation L du capteur et de la cible. La cote L peut varier en fonction de l'implantation exacte du capteur 9 dans le carter 4, en fonction de contraintes, course du piston ou autres. Dans le mode de réalisation décrit, le contact intervient sur le bras 7 de la clef 2, servant au rappel en sélection de la commande. Toutefois, sans sortir du cadre de l'invention, elle peut être placée ailleurs, notamment sur un bras spécifique rajouté sur la clef. La cible peut être plane ou bombée, etc. [0041] Le capteur 9 exerce sur l'organe rotatif de sélection 2 un effort résistant, par l'extrémité de son piston 9a. Cet effort varie avec la position du piston 9a. Comme indiqué plus haut, l'organe rotatif 2 est muni d'un élément de rappel élastique en sélection 8. Cet élément rappelle l'organe rotatif 2 vers le piston 9a, dont le dimensionnement et le tarage sont adaptés à l'effort résistant du piston le long de sa course de rétraction.