Brevet FR3080178A1 — publié le 20191018

"Agencement pour la détection des déplacements angulaires d'un élément interne de commande de la sélection de lignes de rapports dans une boîte de vitesses" DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un agencement pour la détection, dans une boîte de vitesses de véhicule automobile, d'un élément interne de commande de sélection d'une ligne de rapports, qui est monté mobile en pivotement par rapport à un élément de carter de la boîte de vitesses, autour d'un axe. ARRIERE PLAN TECHNIQUE DE L'INVENTION Dans une boîte de vitesses mécanique, les changements de rapports sont provoqués par des déplacements axiaux de différents composants, et notamment de pignons le long d'arbres parallèles, ces déplacements axiaux de passage ou engagement étant précédés d'une sélection d'une ligne de passage de rapports. Cette sélection est réalisée au moyen d'une clef, aussi appelée clef d'inter-verrouillage, qui est montée à rotation par rapport au carter ou boîtier de la boîte de vitesses autour d'un axe par rapport auquel elle est susceptible d'occuper au moins deux positions angulaires distinctes, et par exemple trois positions angulaires adjacentes. Des exemples de tels agencements pour la commande interne de sélection et de passage de rapports sont illustrés dans les documents FR-A1-3.026.808 et FR-A1-3.044.063. Lorsque les changements de rapports sont effectués au 30 moyen d'un système de commande comportant des actionneurs commandés, il est nécessaire de connaître de manière précise, fiable et répétitive dans quelle position angulaire se trouve la clef 2 d'inter-verrouillage et de détecter les changements de positions angulaires. A titre d'exemple non limitatif, les deux lignes de vitesses ou de rapports sont espacées angulairement de 15 degrés 5 d'angle. Dans cette plage, il est par exemple souhaitable de distinguer trois plages angulaires consécutives parmi lesquelles : a) une première plage comprise entre 0 et 5 degrés correspondant à la sélection de la première ligne de passage de lo rapports et dans laquelle le système de commande autorise des passages de rapports ; b) une deuxième plage intermédiaire comprise entre 5 et 10 degrés dans laquelle le système de commande interdit tout passage de rapports ; et 15 c) une troisième plage suivante comprise entre 10 et 15 degrés correspondant à la sélection de la deuxième ligne de passage de rapports et dans laquelle le système de commande autorise des passages de rapports. Afin de détecter des positions angulaires (ainsi que des 20 positions axiales adjacentes), il a déjà été proposé de faire appel à des dispositifs perfectionnés faisant appel à une cible magnétique portée par un porte-cible solidaire du composant dont on veut détecter les déplacements et distinguer différentes positions, et faisant appel à un capteur fixe associé, par exemple 25 du type à effet Hall, porté par le carter de la boîte de vitesses, et qui est par exemple agencé à l'extérieur du carter. Un tel agencement est par exemple décrit et représenté dans le document FR-A1-3.044.065. Or, dans le cas de la détection de positions angulaires, la précision d'un tel dispositif "magnétique" est comprise entre plus ou moins 2 degrés d'angle. Pour la détection mentionnée précédemment de trois plages d'environ 5 degrés, un tel niveau de précision est 3 insuffisant et aboutit à des refus de passages de rapports lorsque le système de commande souhaite provoquer des actionnements de passages de rapports dans des zones angulaires situées à proximité des positions à 5 ou à 10 degrés d'angle. 5 Dans le fonctionnement qui vient d'être décrit, ce n'est pas tant la précision de la position angulaire qui est essentielle, mais plutôt la détection des trois plages consécutives. L'invention vise à proposer une solution qui permette d'obtenir ces informations de manière précise, fiable et répétitive. 10 BREF RESUME DE L'INVENTION L'invention propose un agencement pour la détection, dans une boîte de vitesses de véhicule automobile, d'un élément 15 interne qui est monté pivotant par rapport au carter de la boîte de vitesses, autour d'un axe de pivotement, entre deux positions angulaires distinctes, et qui comporte : - une cible comportant un aimant qui est liée en pivotement angulaire audit élément interne mobile ; et 20 - un capteur magnétique fixe associé de détection de la position l'aimant qui fournit un signal représentatif de la variation de la position angulaire de la cible par rapport au capteur, caractérisé en ce que l'agencement comporte un circuit de mesure de la variation de la distance des lignes de champ émises 25 par l'aimant, par rapport au capteur associé. Selon d'autres caractéristiques de l'agencement : - ladite distance est un arc de cercle centré sur l'axe de pivotement ; - l'élément interne comporte un bras radial de commande 30 des déplacements angulaires de la cible qui est lié en pivotement angulaire audit élément interne et qui porte la cible, notamment au voisinage d'une extrémité libre de ce bras de commande ; 4 - la cible est montée mobile angulairement dans le plan radial dans lequel est agencé le capteur fixe ; - le capteur fixe est un capteur magnétique à effet Hall ; - l'agencement comporte un circuit de mesure de la 5 variation de la distance angulaire des lignes de champ émises par l'aimant, par rapport au capteur fixe associé à effet Hall ; - l'aimant comporte une face polaire qui est orientée vers le capteur fixe et qui s'étend globalement dans un plan axial ; - quelle que soit la position angulaire de l'élément mobile 10 interne par rapport au carter de la boîte de vitesses, le capteur magnétique est actif sous l'influence du champ magnétique émis par l'aimant. L'invention propose aussi un ensemble pour la commande interne de la sélection de lignes de rapports dans une boîte de 15 vitesses qui comporte un organe interne de commande de sélection qui est monté pivotant, dans les deux sens, entre au moins une première et une deuxième positions angulaires de sélection dont chacune est associée à une première ligne de sélection et à une deuxième ligne de sélection respectivement, 20 caractérisé en ce qu'il comporte un agencement selon l'invention pour la détection des positions angulaires dudit organe interne de commande de sélection. Selon d'autres caractéristiques de l'ensemble : - le bras radial de commande des déplacements angulaires 25 de la cible est lié en pivotement angulaire à l'organe interne de commande de sélection ; - le bras radial de commande des déplacements angulaires de la cible est une patte radiale qui coopère avec des éléments fixes de butée angulaire pour déterminer la première position 30 angulaire de sélection ; - l'organe interne de commande de sélection est rappelé élastiquement vers la première position angulaire de sélection par un ressort de rappel qui coopère avec un doigt de la patte radiale 5 lorsque l'organe interne de commande de sélection est entraîné en pivotement ; - le capteur magnétique fixe est agencé à l'intérieur d'un élément de carter de la boîte de vitesses, à l'intérieur duquel 5 pivote l'organe interne de commande de sélection. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 10 apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective, avec arrachement, qui illustre un dispositif de commande interne d'une boîte de 15 vitesses qui intègre un agencement de détection selon l'état de la technique ; - la figure 2 est une vue des éléments représentés à la figure 1 qui sont illustrés selon un autre angle de vue ; - les figures 3A et 3B sont deux vues en coupe selon un 20 plan transversal et vertical passant par l'aimant cible de l'agencement de détection représenté aux figures 1 et 2, et sur lesquelles l'élément interne mobile pivotant de sélection est illustré dans ses première et deuxième positions angulaires de sélection ; 25 - la figure 4 est une vue identique à celle de la figure 3A qui illustre les lignes de champ du champ magnétique émis par l'aimant de la cible ; - la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 1 qui illustre un dispositif de commande interne d'une boîte de vitesses 30 qui intègre un agencement de détection selon un exemple de réalisation selon l'invention ; 6 - la figure 6 est une vue de détail à plus grande échelle avec arrachement partiel qui illustre l'agencement de l'aimant de la cible ; - les figures 7A et 7C sont des vues analogues à celles des 5 figures 3A et 3B qui illustrent l'agencement de détection représenté à la figure 5, et sur lesquelles l'élément interne mobile pivotant de sélection est illustré dans ses première et deuxième positions angulaires de sélection ; - la figure 7B est une vue analogue à celle des figures 7A 10 et 7C et sur laquelle l'élément interne mobile pivotant de sélection est illustré dans une troisième position angulaire intermédiaire entre ses première et deuxième positions angulaires de sélection ; - la figure 8 est une vue analogue à celle de la figure 4 qui 15 illustre les lignes de champ du champ magnétique émis par l'aimant de la cible représentée à la figure 7A. DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES 20 Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues seront désignés par des mêmes références. Dans la suite de la description, on adoptera de manière non limitative des orientations longitudinale, verticale et 25 transversale indiquées par le trièdre "L,V,T" des figures. On définit aussi un plan horizontal qui s'étend longitudinalement et transversalement. A la figure 1, on a représenté un agencement interne de commande appartenant à une boîte de vitesses qui, de manière 30 connue, comporte essentiellement un organe 10 de commande qui est monté pivotant dans les deux sens autour de l'axe A, d'un arbre 12, afin d'occuper plusieurs positions angulaires. 7 L'arbre 12 est monté dans des portions opposées 13 du carter de la boîte de vitesses. La première position angulaire, dite première position de sélection, qui est illustrée notamment aux figures 1 et 4A, est 5 déterminée par une patte ou bras 14 d'orientation radiale appartenant à l'organe de commande 10 qui coopère avec des éléments fixes de butée angulaire appartenant par exemple au carter de la boîte de vitesses. L'organe de commande 10 est rappelé élastiquement vers 10 cette première position par un moyen élastique de rappel 16, qui est ici réalisé sous la forme d'un ressort à fil, lorsque l'organe de commande 10 est entraîné en rotation dans le sens S indiqué aux figures 4B et 4C. L'organe 10 de commande de sélection est ainsi rappelé 15 élastiquement vers sa première position angulaire de sélection par le ressort de rappel 16 qui coopère avec un doigt 19 de la patte radiale 14 lorsque l'organe 10 de commande de sélection est entraîné en pivotement autour de son axe de pivotement A. Pour son entraînement en rotation dans le sens S, à 20 l'encontre de l'effort de rappel qui lui est appliqué par le ressort 16, l'organe de commande 10 comporte une patte radiale d'actionnement non représentée en détail sur laquelle agit un actionneur commandé qui est par exemple un vérin électromagnétique. 25 Lorsque l'actionneur est commandé, il provoque le pivotement, dans le sens S, de l'organe de commande 10 de sa première position angulaire de sélection illustrée à la figure 3A vers sa deuxième position angulaire de sélection illustrée à la figure 3B. 30 Lorsque l'on interrompt la commande et l'alimentation de l'alimentation électrique de l'actionneur électromagnétique, l'organe de commande 10 est rappelé élastiquement sous charge, par le ressort de rappel 16, vers sa première position angulaire. 8 Pour permettre le passage de différents rapports, dans l'une ou l'autre des deux lignes de sélection préalablement sélectionnée, il est prévu deux bras radiaux de passage 18-1 et 18-2 qui tournent dans les deux sens et se déplacent axialement 5 avec l'organe de commande 10. Dans la première position de sélection, c'est le premier bras radial de passage 18-1 qui est reçue dans un crabot 20-1 relié, de manière connue, à une première ligne de pignons de la boîte de vitesses. 10 Le deuxième bras de passage 18-2 est dégagé hors d'un deuxième crabot associé 20-2 lui-même relié, de manière connue, à une deuxième ligne de pignons de la boîte de vitesses. Lorsque, sous l'action de l'actionneur électromagnétique, l'organe de commande 10 a pivoté angulairement depuis sa 15 première position angulaire de sélection vers sa deuxième position angulaire de sélection, le premier bras de passage 18-1 est dégagé circonférentiellement hors du premier crabot 20-1, tandis que, à son tour, le deuxième bras de passage 18-2 est engagé dans le deuxième crabot 20-2. 20 Enfin, l'agencement comporte un composant 11 appelé clef d'inter-verrouillage qui est monté tournant avec l'organe de commande 10 et qui comporte deux blocs 22-1 et 22-2 de verrouillage dont chacun coopère alternativement avec son crabot associé 20-1, 20-2 pour le bloquer lorsque la ligne de sélection 25 correspondante n'est pas sélectionnée. La clef d'inter-verrouillage 11 porte une partie supérieure 24 d'orientation axiale en forme de barreau axial qui appartient à un agencement de détection de la position angulaire de l'organe de commande. 30 A cet effet, le barreau axial 24 est un porte-cible qui porte un aimant formant cible 26 de détection avec laquelle coopère un capteur magnétique fixe 28 de détection des positions angulaires 9 de la clef d'inter-verrouillage et de l'organe de commande 10, par détection de la position de l'aimant 26. A cet effet, le capteur magnétique 28 fournit un signal représentatif de la variation du champ magnétique émis par 5 l'aimant 26, et notamment par variation de la distance des lignes de champ émises par l'aimant 26 par rapport au capteur magnétique 28 Le capteur magnétique 26 est par exemple un capteur du type à effet Hall qui est fixé sur le carter 13 et qui détecte, lors de 10 la rotation, les variations du champ magnétique à travers une portion d'épaisseur réduite 15 appelée "toile" du carter 13. Comme on peut le voir plus en détail aux figures 3A, 3B et 4, l'aimant formant cible 26 est délimité par une face polaire supérieure libre 27 convexe en arc de cylindre circulaire 15 d'orientation axiale qui s'étend avec un jeu radial ou entrefer le plus faible possible, en regard d'une portion de surface interne complémentaire concave de la toile 15. Les lignes "L" du champ magnétique émis par l'aimant 26 sont représentées schématiquement à la figure 4. 20 Elles se présentent en section sous la forme d'arcs de cercles concentriques globalement centrés sur l'aimant 26, la valeur du champ magnétique diminuant au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'aimant cible 26 en direction du capteur magnétique à effet Hall. 25 De par cette conception et agencement géométrique selon l'état de la technique, dans la première position angulaire de sélection illustrée aux figures 3A et 4, la quasi totalité du champ magnétique et des lignes de champ L "traversent" le capteur magnétique fixe 28. 30 Lorsque, partant de cette position angulaire, l'aimant-cible 26 pivote angulairement par rapport au capteur magnétique fixe 28 pour atteindre la deuxième position angulaire de sélection illustrée à la figure 3B, la position du champ magnétique et des 10 lignes de champ L varie et seulement une partie réduite du champ magnétique et des lignes de champ L traversent alors le capteur magnétique 28. Lors des pivotements autour de l'axe de pivotement A, 5 l'axe polaire d'orientation radiale de l'aimant-cible 26 pivote par rapport au capteur à effet Hall. Ainsi, en fonction de la position angulaire de l'aimant-cible 26, le capteur magnétique fixe à effet Hall 28 est associé à un circuit de mesure qui fournit un signal qui est lié à la variation de 10 la valeur du champ magnétique qui est lié à la variation de la position angulaire des lignes de champ L. Comme expliqué en préambule, la précision d'un tel dispositif "magnétique" est comprise entre plus ou moins 2 degrés d'angle, et un tel niveau de précision est insuffisant et aboutit à 15 des refus de passages de rapports lorsque le système de commande souhaite provoquer des actionnements de passages de rapports dans des zones angulaires situées à proximité des positions à 5 ou à 10 degrés d'angle. L'invention qui va maintenant être décrite en référence aux 20 figures 5 à 8 propose de remédier à cet inconvénient en faisant appel à un capteur magnétique et son circuit de mesure associé qui fournit un signal représentatif de la distance des lignes de champ magnétique L par rapport au capteur magnétique fixe associé. 25 Comme on peut le voir à la figure 5, le porte-cible 24 qui porte l'aimant-cible 26 est agencé au voisinage de l'extrémité radiale libre de l'arbre 14 d'orientation radiale appartenant à l'organe de commande 10. Le porte-cible 24 est délimité par une face latérale 25 30 sensiblement plane d'orientation radiale et longitudinale. L'aimant-cible 26 est agencé dans un logement complémentaire 23 du porte-cible 24 qui est ouvert transversalement dans la face latérale 25. 11 L'aimant-cible 26 est ici délimité par une face polaire libre 27 d'extrémité plane d'orientation axiale qui est sensiblement coplanaire à la face latérale 25 du porte-cible 24 et qui s'étend en regard d'une portion de surface interne plane d'orientation 5 longitudinale de la toile 15 du carter 13. Le capteur magnétique fixe à effet Hall 28 est porté par le carter 13 et est agencé contre la toile 15. L'aimant-cible 26 et le capteur magnétique fixe 28 sont alignés longitudinalement, c'est à dire que, quelle que soit la 10 position angulaire de l'organe de commande et donc du bras radial 14 qui porte l'aimant cible 26, ce dernier et le capteur magnétique fixe 28 sont agencés toujours dans un même plan radial orthogonal à l'axe de pivotement. A titre d'exemple, le porte-cible 24 peut être réalisé en 15 matière plastique par moulage avec surmoulage autour de l'aimant-cible 26 pour assurer la fixation de ce dernier sur la porte-cible 24. Le porte-cible 24 peut être fixé par emboîtement élastique sur le bras radial 14, ou en variante être surmoulé sur ce bras 20 radial 14. Les dimensions de la cible magnétique constituée par l'aimant-cible 26, et donc le profil des lignes de champ magnétique qu'il produit, généré, doivent permettre en permanence une détection par le capteur fixe 28, même lorsque la 25 cible est dans sa position la plus éloignée. Les figures 7A à 7C et illustrent le principe et la cinématique de la détection par mesure de la variation la distance des lignes de champ L par rapport au capteur magnétique fixe 28, c'est à dire ici par variation de la longueur d'un arc de cercle 30 centré sur l'axe A de pivotement. A la différence de la solution précédente selon l'état de la technique, le capteur magnétique fixe 28 à effet Hall mesure 12 l'éloignement des lignes de champ L, et non plus la variation de leur position angulaire. Lors des pivotements autour de l'axe de pivotement A, l'orientation globalement tangentielle de l'axe polaire de l'aimant- 5 cible 26 est quasiment constante. C'est la distance en arc de cercle "D" indiquée aux figures 7A à 7C qui varie en fonction de la position angulaire de l'organe REVENDICATIONS1. Agencement pour la détection, dans une boîte de vitesses de véhicule automobile, d'un élément interne (10) mobile qui est monté pivotant par rapport au carter (13) de la boîte de vitesses, autour d'un axe (A) de pivotement, entre deux positions angulaires distinctes, et qui comporte : - une cible comportant un aimant (26) qui est liée en pivotement angulaire audit élément interne (10) ; et - un capteur magnétique fixe associé (28) de détection de la position l'aimant (26) qui fournit un signal représentatif de la variation de la position angulaire de la cible (26) par rapport au capteur (28), caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de mesure de la variation de la distance (D) des lignes de champ (L) émises par l'aimant (26), par rapport au capteur (28) associé. 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite distance (D) est un arc de cercle centré sur ledit axe de pivotement (A). 3. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément interne (10) comporte un bras radial (14) de commande des déplacements angulaires de la cible (26) qui est lié en pivotement angulaire audit élément interne (10) et qui porte la cible (26), notamment au voisinage d'une extrémité libre de ce bras de commande (14). 4. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cible (26) est montée mobile angulairement dans le plan radial dans lequel est agencé le capteur magnétique (28) fixe associé. 5. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce 30 que le capteur magnétique (28) fixe est un capteur magnétique à effet Hall. 6. Agencement selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de mesure de la variation de la distance 14 angulaire (D) des lignes de champ (L) émises par l'aimant (26), par rapport au capteur magnétique (28) fixe associé à effet Hall. 7. Agencement selon l'une des revendications 1, 5 ou 6, caractérisé en ce que l'aimant (26) comporte une face polaire (27) 5 qui est orientée vers le capteur magnétique (28) fixe associé et qui s'étend globalement dans un plan axial. 8. Agencement selon l'une des revendications 1, ou 5 à 7, caractérisé en ce que, quelle que soit la position angulaire de l'élément interne (10) par rapport au carter (13) de la boîte de 10 vitesses, le capteur (28) magnétique fixe associé est actif sous l'influence du champ magnétique émis par l'aimant (26). 9. Ensemble pour la commande interne de la sélection de lignes de rapports dans une boîte de vitesses qui comporte un organe interne (10) de commande de sélection qui est monté 15 pivotant, dans les deux sens, entre au moins une première et une deuxième positions angulaires de sélection dont chacune est associée à une première ligne de sélection et à une deuxième ligne de sélection respectivement, caractérisé en ce qu'il comporte un agencement selon l'une 20 quelconque des revendications 1 à 8 pour la détection des positions angulaires dudit organe interne (10) de commande de sélection. 10. Ensemble selon la revendication 9 prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que ledit 25 bras radial (14) de commande des déplacements angulaires de la cible (26) est lié en pivotement angulaire audit organe interne (10) de commande de sélection. 11. Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit bras radial (14) de commande des déplacements angulaires de la cible (26) est une patte radiale qui coopère avec des éléments fixes de butée angulaire pour déterminer ladite première position angulaire de sélection. 15 12. Ensemble selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'organe interne (10) de commande de sélection est rappelé élastiquement vers ladite première position angulaire de sélection par un ressort de rappel (16) qui coopère avec un doigt (19) de 5 ladite patte radiale (14) lorsque l'organe interne (10) de commande de sélection est entraîné en pivotement. 13. Ensemble selon la revendication 10 prise en combinaison avec l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le capteur (28) fixe est agencé à l'intérieur 10 d'un élément de carter (13) de la boîte de vitesses, à l'intérieur duquel pivote l'organe interne (10) de commande de sélection.