EP2828555A1 - Dispositif de detection des positions p, r, n, d, m+, m et m- d'un levier de commande d'une boite de vitesses d'un vehicule automobile. - Google Patents

Dispositif de detection des positions p, r, n, d, m+, m et m- d'un levier de commande d'une boite de vitesses d'un vehicule automobile.

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EP2828555A1
EP2828555A1 EP13715355.7A EP13715355A EP2828555A1 EP 2828555 A1 EP2828555 A1 EP 2828555A1 EP 13715355 A EP13715355 A EP 13715355A EP 2828555 A1 EP2828555 A1 EP 2828555A1
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EP
European Patent Office
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lever
positions
sensor
magnet
rotation
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Withdrawn
Application number
EP13715355.7A
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German (de)
English (en)
Inventor
Hugues Derouet
Dominique Beaufils
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Dura Automotive Systems SAS
Original Assignee
Dura Automotive Systems SAS
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Publication date
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    • F16H59/08—Range selector apparatus
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
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    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/301—Sensors for position or displacement
    • B60Y2400/3012—Sensors for position or displacement using Hall effect

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting the position of a control lever of a gearbox of a motor vehicle.
  • the invention relates to the detection of positions P, R, N, D and positions M +, M and M- of the control lever including a robotized gearbox generally subject to a processing unit.
  • the lever is mounted with angular displacement capacity in a support housing generally fixed at the vehicle cabin.
  • the lever is arranged to allow the selection of the P, R, N and D positions around an axis of rotation and the shifting around another axis of rotation for the positions M + and M-.
  • This patent relates to a device for detecting the position of the control lever with the objective of detecting the movements of said lever and sending the electrical signals in a processing unit.
  • the device implements a hall sensor type 3 D to indicate the various movements and positioning of the lever along the 3 axes X, Y and Z, the sensors being mounted facing a magnet.
  • This solution is satisfactory but requires a positioning position of the sensor 3 D with a low tolerance to allow to know precisely the positions P, N, D and M + and M and M-.
  • the problem to be solved by the invention is to simplify the detection of the positions P, R, N, D and the positions M +, M and M of a control lever by increasing certain tolerances.
  • it has been designed and developed a device for detecting the positions P, R, N, D and M +, M and M of a control lever of a gearbox of a vehicle. automobile, mounted with angular displacement capacity in a support housing, said displacement being detected by means able to send electrical signals in a processing unit.
  • the means consist of a single Hall sensor 2 D able to measure only the rotation of the magnetic field, said sensor being mounted opposite a double magnet to measure two rotations lever in two planes each corresponding to said positions P, R, N, D and M +, M and M-.
  • the senor is mounted on a fixed part of the support case while the magnet is mounted in an arrangement of a hinge joint that has the lever.
  • the double magnet is either North, South, North, or South, North, South.
  • FIG. 1 is a purely schematic view showing the mounting of the magnet on the lever and its positioning relative to the hall sensor 2 D, the lever being shown in position D;
  • Figure 2 is a side view corresponding to Figure 1;
  • Figure 3 is a view similar to Figure 1, the lever being shown in position M;
  • FIG. 4 is a side view corresponding to FIG. 3;
  • FIG. 5 is a purely schematic view showing the rotation of the lever about an axis Y corresponding to the positions P, R, N, D;
  • FIG. 6 is a purely schematic view showing the rotation of the lever about an axis in a YZ plane corresponding to the positions M +, M and M-;
  • FIGS. 7, 8 and 9 are diagrammatic views showing the rotation of the magnet with respect to the sensor as a function of the position of the lever, namely, from the position P to the position D, FIG.
  • the aim is to detect the positions P, N and D of a speed lever (1) (automatic operation) and the positions M +, M, M- of said lever (1) (sequential operation).
  • the lever (1) is mounted with angular displacement capacity in a support housing (2) by means of, for example, a ball-type member (3).
  • the lever (1) is arranged to be coupled to any type of actuator for selection and shifting control.
  • the different positions and the different movements of the lever are detected in order to send electrical signals in a processing unit.
  • the means capable of sending electrical signals into the processing unit consist of a single Hall effect sensor D 2 (4) able to measure only the rotations of the magnetic field.
  • This sensor 2 D is mounted facing a double magnet (5) to measure two lever rotations (1) in two planes each corresponding to the positions P, R, N, D and M +, M and M-.
  • the Hall effect sensor 2 D is for example of the Melexis 90 316 type, while the double magnet (5) can be North, South, North or South, North, South.
  • the sensor 2D (4) is mounted on a fixed part of the support housing (2) while the double magnet (5) is mounted in an arrangement of the hinge joint (3).
  • the goal is to detect rotation and lateral displacement of the magnet relative to the sensor.
  • the positions P,, N, D of the lever are carried out around an axis of rotation, for example around the Y axis, FIG. 5, whereas the positions M +, M and M- of the lever s' perform around another axis of rotation, for example in a plane YZ, Figure 6 resulting from a tilting of the lever about the axis.
  • the hall sensor 2 D detects an angular rotation as if there was only one magnet.
  • Each rotation is limited to less than 150 °.
  • the transition from one plane to another takes place with the translation of the double magnet which induces a 180 ° rotation of the magnetic fields.
  • the lever moves along an axis YZ.
  • the magnet moves in translation and mainly in rotation.
  • the sensor D2 measures a rotation of the magnetic field.
  • FIG. 7 For example, from position P to position D, FIG. 7, there is a rotation of the order of 26 ° of the magnet, the sensor seeing the North and South poles. From the position D to the position M, FIG. 8, there is, as indicated, a rotation of 180 ° of the magnetic fields. In position D, the sensor sees the North and South poles while in position M, the sensor sees the south and north poles. From the position M to the position M +, M-, FIG. 9, the rotation of the magnetic fields is of the order of plus or minus 7 ° for example.

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Abstract

Ce dispositif est monté avec capacité de déplacement angulaire dans un boîtier support (2), ledit déplacement étant détecté par des moyens aptes à envoyer des signaux électriques dans une unité de traitement. Les moyens sont constitués par un seul capteur a effet hall 2D (4) apte à ne mesurer que les rotations du champ magnétique, ledit capteur (4) étant monté en regard d'un aimant double (5) pour mesurer deux rotationsdu levier dans deux plans correspondant chacun auxdites positions P, R, N, D et M+, M et M-.

Description

DISPOSITIF DE DETECTION DES POSITIONS P, R, N, D, M+, M ET M- D'UN LEVIER DE COMMANDE D'UNE BOITE DE VITESSES
D'UN VEHICULE AUTOMOBILE. L'invention concerne un dispositif de détection de la position d'un levier de commande d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile.
Plus particulièrement, l'invention concerne la détection des positions P, R, N, D et des positions M+, M et M- du levier de commande notamment d'une boîte de vitesses robotisée généralement assujettie à une unité de traitement.
De manière générale et parfaitement connue, le levier est monté avec capacité de déplacement angulaire dans un boîtier support fixé généralement au niveau de l'habitacle du véhicule. Le levier est agencé pour permettre les commandes de sélection des positions P, R, N et D autour d'un axe de rotation et du passage de vitesses autour d'un autre axe de rotation pour les positions M+ et M-.
Il est donc important de pouvoir détecter la position du levier afin de connaître ses déplacements et sa position précise dans l'espace.
Une solution ressort de l'enseignement du brevet EP 09 305 268 dont le demandeur de la présente est également titulaire.
Ce brevet concerne un dispositif de détection de la position du levier de commande avec, pour objectif, de détecter les déplacements dudit levier et d'envoyer les signaux électriques dans une unité de traitement.
Dans ce but, le dispositif met en œuvre un capteur à effet hall du type 3 D afin d'indiquer les différents déplacements et positionnements du levier selon les 3 axes X, Y et Z, des capteurs étant montés en regard d'un aimant. Cette solution donne satisfaction mais nécessite une cote de positionnement du capteur 3 D avec une faible tolérance pour permettre de connaître précisément les positions P, , N, D et M+ et M et M-. A partir de cet état de la technique, le problème que se propose de résoudre l'invention est de simplifier la détection des positions P, R, N, D et les positions M+, M et M- d'un levier de commande en augmentant certaines tolérances. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dispositif de détection des positions P, R, N, D et M+, M et M- d'un levier de commande d'une boîte de vitesse d'un véhicule automobile, monté avec capacité de déplacement angulaire dans un boîtier support, ledit déplacement étant détecté par des moyens aptes à envoyer des signaux électriques dans une unité de traitement.
Selon l'invention, compte tenu du problème posé, les moyens sont constitués par un seul capteur à effet hall 2 D apte à ne mesurer que la rotation du champ magnétique, ledit capteur étant monté en regard d'un aimant double pour mesurer deux rotations du levier dans deux plans correspondant chacun auxdites positions P, R, N, D et M+, M et M-.
Il résulte de ces dispositions que dans chaque plan, le capteur voit une rotation angulaire comme s'il n'y avait qu'un seul aimant, le passage d'un plan à un autre s 'effectuant avec la translation de l'aimant double qui induit une rotation de 180 ° des champs magnétiques.
Pour résoudre le problème posé de détecter une rotation et un déplacement latéral de l'aimant, le capteur est monté sur une partie fixe du boîtier support tandis que l'aimant est monté dans un agencement d'une rotule d'articulation que présente le levier.
A partir de cette conception de base, l'aimant double est, soit du type Nord, Sud, Nord, soit du type Sud, Nord, Sud.
L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue à caractère purement schématique montrant le montage de l'aimant sur le levier et son positionnement par rapport au capteur à effet hall 2 D, ce levier étant représenté en position D ;
- la figure 2 est une vue de côté correspondant à la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue semblable à la figure 1, le levier étant représenté en position M ;
- la figure 4 est une vue de côté correspondant à la figure 3 ;
- la figure 5 est une vue à caractère purement schématique montrant la rotation du levier autour d'un axe Y correspondant aux positions P, R, N, D ;
- la figure 6 est une vue purement schématique montrant la rotation du levier autour d'un axe dans un plan YZ correspondant aux positions M+, M et M- ;
- les figures 7, 8 et 9 sont des vues à caractère schématique montrant la rotation de l'aimant par rapport au capteur en fonction de la position du levier, à savoir, de la position P à la position D, figure
7 ; de la position D à la position M, figure 8 ; de la position M aux positions M+ et M-, figure 9 ; On rappelle que le but recherché est de détecter les positions P, , N et D d'un levier de vitesse (1) (fonctionnement automatique) et les positions M+, M, M- dudit levier (1) (fonctionnement séquentiel). De manière parfaitement connue, le levier (1) est monté avec capacité de déplacement angulaire dans un boîtier support (2) au moyen, par exemple, d'un organe de type rotule (3).
Le levier (1) est agencé pour être accouplé à tout type d'actionneur pour la commande de sélection et de passage des vitesses.
Les différentes positions et les différents déplacements du levier sont détectés afin d'envoyer des signaux électriques dans une unité de traitement.
Selon l'invention, les moyens aptes à envoyer des signaux électriques dans l'unité de traitement sont constitués par un seul capteur à effet hall 2 D (4) apte à ne mesurer que les rotations du champ magnétique.
Ce capteur 2 D est monté en regard d'un aimant double (5) pour mesurer deux rotations de levier (1) dans deux plans correspondant chacun aux positions P, R, N, D et M+, M et M-.
Le capteur à effet hall 2 D est par exemple du type Melexis 90 316, tandis que l'aimant double (5) peut être du type Nord, Sud, Nord ou Sud, Nord, Sud. Le capteur 2 D (4) est monté sur une partie fixe du boîtier support (2) tandis que l'aimant double (5) est monté dans un agencement de la rotule d'articulation (3).
Le but recherché est de pouvoir détecter une rotation et un déplacement latéral de l'aimant par rapport au capteur. On rappelle que les positions P, , N, D du levier s'effectuent autour d'un axe de rotation, par exemple autour de l'axe Y, figure 5, tandis que les positions M+, M et M- du levier s'effectuent autour d'un autre axe de rotation, par exemple dans un plan Y Z, figure 6 résultant d'un basculement du levier autour de l'axe.
Dans chaque plan le capteur effet hall 2 D détecte une rotation angulaire comme s'il n'y avait qu'un seul aimant.
Chaque rotation est limitée à moins de 150°. Le passage d'un plan à un autre s'effectue avec la translation de l'aimant double qui induit une rotation de 180° des champs magnétiques.
On renvoie aux figures 7, 8 et 9.
Sur la figure 7, la rotation du levier induit une rotation de l'aimant. Le capteur mesure une rotation de l'aimant ;
Sur la figure 8, lorsque le levier passe de D à M par rotation autour de l'axe X, l'aimant est translaté. Par contre, le capteur du fait du positionnement de l'aimant double, mesure une rotation du champ magnétique d'environ 180 ° ;
Sur la figure 9, le levier se déplace suivant un axe YZ. L'aimant se déplace en translation et majoritairement en rotation. Le capteur D2 mesure une rotation du champ magnétique.
Par exemple, de la position P à la position D, figure 7, il y a une rotation de l'ordre de 26 ° de l'aimant, le capteur voyant les pôles Nord et Sud. De la position D à la position M, figure 8, il y a, comme indiqué, une rotation de 180° des champs magnétiques. En position D, le capteur voit les pôles Nord et Sud tandis qu'en position M, le capteur voit les pôles sud et nord. De la position M à la position M+, M-, figure 9, la rotation des champs magnétiques est de l'ordre de plus ou moins 7° par exemple.
Il résulte donc de ses dispositions que l'utilisation d'un double aimant permet de voir deux rotations partielles comme avec un capteur qui ne voit qu'une rotation totale. L'une des rotations partielles détecte les positions P, , N, D tandis que l'autre rotation partielle correspond à l'inversion de l'ensemble afin de créer des champs magnétiques pour les positions Μ+, M-.
Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle :
- l'utilisation d'un seul capteur à effet hall 2 D grâce à l'utilisation d'un aimant double,
- l'intégration des capteurs et de l'aimant dans un volume limité,
- bonne précision en rotation par l'utilisation d'un capteur à effet hall 2 D en opposition à un capteur à effet hall 3 D.
Enfin, on souligne et on rappelle que l'utilisation d'un capteur à effet hall 2 D nécessite une certaine tolérance sur deux axes seulement au lieu de trois. On note également que l'on peut choisir des éléments moins performants et donc moins coûteux étant donné que l'on peut s'affranchir du vieillissement de l'aimant qui est un aimant double soit du type Nord, Sud, Nord soit du type Sud, Nord, Sud.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
-1- Dispositif de détection des positions P, R, N, D, M+, M et M- d'un levier de commande (1) d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile, monté avec capacité de déplacement angulaire dans un boîtier support (2) , ledit déplacement étant détecté par des moyens aptes à envoyer des signaux électriques dans une unité de traitement caractérisé en ce que les moyens sont constitués par un seul capteur a effet hall 2D (4) apte à ne mesurer que les rotations du champ magnétique, ledit capteur (4) étant monté en regard d'un aimant double (5) pour mesurer deux rotations du levier dans deux plans correspondant chacun auxdites positions P, R, N, D et M+, M et M-.
-2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le capteur (4) est monté sur une partie fixe du boîtier support (2) tandis que l'aimant (5) est monté dans un agencement d'une rotule (3) d'articulation que présente le levier (1).
-3- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aimant double (5) est de type Nord, Sud, Nord.
-4- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aimant double (5) est du type Sud, Nord, Sud.
EP13715355.7A 2012-03-21 2013-03-20 Dispositif de detection des positions p, r, n, d, m+, m et m- d'un levier de commande d'une boite de vitesses d'un vehicule automobile. Withdrawn EP2828555A1 (fr)

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